Доктор физико-математических наук, профессор, академик Российской академии наук, академик Международной академии астронавтики. Специалист в области механики природных сред, астрофизики, планетологии и космических исследований. Заведующий отделом Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН. Непосредственный участник разработки и осуществления отечественной программы космических исследований в 1960–1980-х гг.; сыграл важную роль в подготовке и реализации многолетней комплексной программы отечественных исследований Луны, Венеры и Марса на лунно-планетных космических аппаратах «Луна», «Венера», «Марс», «Вега», «Фобос». Ему принадлежат пионерские исследования в изучении Венеры и Марса. Им получены крупные научные результаты в разработке проблем механики многокомпонентных реагирующих газов, турбулентности неоднородных сред и методов их математического моделирования. Один из основателей нового раздела механики и физики космоса — планетной аэрономии. Внес вклад в разработку ключевых проблем планетной космогонии. Комплекс работ М. Я. Марова углубляет и расширяет наши представления о ключевых природных механизмах в космосе и открывает перспективы более тесной интеграции механики, астрофизики и наук о Земле. Опубликовал свыше 250 научных работ и 18 монографий. Главный редактор научного журнала РАН «Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы». Председатель Комиссии РАН по изучению научного наследия К. Э. Циолковского. Лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, Демидовской премии, Международной Галаберовской премии по астронавтике, Международной премии Элвина Сиффа. Награжден медалью Международного комитета по космическим исследованиям (КОСПАР) за планетные исследования. Имеет ряд правительственных наград, в том числе орден Трудового Красного Знамени, орден Почета, орден Дружбы. За выдающиеся научные достижения удостоен одной из высших наград РАН — Золотой медали им. М. В. Келдыша.