Martial Mermillod est docteur en psychologie et sciences cognitives. Il est professeur au Laboratoire de Psychologie & NeuroCognition (Univ. Grenoble Alpes & CNRS UMR 5105) et a été 5 ans en délégation à l'Institut Universitaire de France.
Il est actuellement en délégation CNRS au Laboratoire Jean Kuntzmann (Univ. Grenoble Alpes & CNRS UMR 5224). Ses recherches actuelles portent sur les sciences psychologiques, les neurosciences sociales et les réseaux de neurones artificiels appliqués aux domaines de la cognition, des processus socio-émotionnels et de l'intelligence artificielle.
Il a publié plus de 80 articles scientifiques dans des journaux internationaux (Psychological Science, Journal of Experimental Psychology: General, Cognition, Behavioural and Brain Science, Journal of Neuroscience, etc.) et a participé à plus de 10 projets de recherche multicentriques régionaux, nationaux et internationaux.