Martin Klöker on õppinud keele- ja kirjandusteadust Osnabrücki Ülikoolis, kus ta kaitses 1993. aastal magistrikraadi tööga „Reiner Brockmann und der Revaler Dichter- und Gelehrtenkreis im frühen 17. Jahrhundert“ („Reiner Brockmann ning Tallinna luuletajas- ja õpetlaskond 17. sajandi alguses“). 1993–1996 oli ta Saksa Teadusfondi stipendiaat Osnabrücki Ülikooli doktorikoolis „Haridus varauusajal“ ja kaitses 2004. aastal doktorikraadi tööga „Literarisches Leben in Reval in der ersten Hälfte des 17. Jahrhunderts“ („Tallinna kirjanduselu 17. sajandi esimesel poolel“, eesti keeles ilmus 2016, tõlkija Kristi Viiding, Teaduste Akadeemia kirjastus).

1996–2010 töötas Martin Klöker teadurina professor Klaus Garberi juhitud mahuka projekti „Varauusaegsete isikutrükiste bibliografeerimine ja analüüs“ juures uuema saksa kirjanduse õppetoolis Osnabrücki Ülikoolis. Tema uurimisvaldkonnaks olid Eesti ja Läti, mille kohta ilmusid aastatel 2003 ja 2004 sarjas „Handbuch des personalen Gelegenheitsschrifttums“ („Personaalsete juhutrükiste käsiraamat“) kokku kuus Tallinna, Tartut ja Riiat käsitlevat köidet. Lisaks sellele oli tal suur osa käsiraamatu köidete bibliograafilise andmestiku koostamisel.

2005–2013 pidas Martin Klöker Osnabrücki Ülikoolis loenguid saksa kirjandusest varauusajal ja 19. sajandil, 2012. aastal töötas ta külalisteadlasena Tallinna ja Tartu Ülikoolis. Alates 2013. aastast töötab ta Eesti Teaduste Akadeemia Underi ja Tuglase Kirjanduskeskuses, kus tema töö keskmes on saksa kirjanduslugu Balti riikides, sh oli ta 2014–2019 projekti „Põimunud kirjanduslood: Eesti kirjakultuuri diskursiivne ajalugu“ põhitäitja. Lisaks varauusaegsele kirjandusele on tema uurimisvaldkondadeks bibliograafia, raamatukultuur ja raamatukogundus ning hariduse ajalugu. Ta on praeguseks avaldanud 65 raamatut ja artiklit ning umbes 30 retsensiooni (vaata ETIS). 2018. aastal asutas Martin Klöker kirjastuses Lit Verlag (Münster) ilmuva raamatusarja „Baltische Literarische Kultur“ („Balti kirjakultuur“, vaata ilmunud raamatuid siit), mida ta toimetab ja annab välja koostöös Kirjanduskeskusega.