Nach dem Studium an der PH Heidelberg (Biologie, Deutsch und Geschichte) und dem Referendariat war Martin Remmele mehrere Jahre als Lehrer im Enzkreis (Baden-Württemberg) sowie als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Biologie und Schulgartenentwicklung der PH Karlsruhe tätig, wo er zum Dr. phil. promoviert wurde.
Zwei Themenbereiche bilden die Schwerpunkte seiner Forschung: Zum einen beschäftigt sich Martin Remmele im Kontext kognitionswissenschaftlicher Forschung mit der Wirkung digitaler stereoskopischer Visualisierungen beim naturwissenschaftlichen Lehren und Lernen. Ein Hauptanliegen dieses Forschungsbereichs ist es, Gelingensbedingungen für die Gestaltung instruktiver Lehr-Lernsettings zu identifizieren. Zum anderen fokussiert seine Arbeit auf den Bereich Species Literacy, das Kennen von Arten und das Wissen um deren Biologie und Ökologie. Ziel ist hierbei die Ermittlung von Einflussgrößen auf die Species Literacy von Menschen sowie die Entwicklung und Evaluation von Maßnahmen zu deren Förderung.