Martin Lohse leitet ISAR Bioscience. Er studierte Medizin und Philosophie an den Universitäten Göttingen, London und Paris und forschte an den Universitäten Bonn, Heidelberg, Durham (NC, USA) sowie am Genzentrum München. Seit 1993 ist er Professor für Pharmakologie an der Universität Würzburg, von 2016 bis 2019 leitete er das Max-Delbrück-Centrum in Berlin. Er ist außerdem Honorarprofessor für Biochemie an der FU Berlin.
Martin Lohse hat zahlreiche nationale und internationale Auszeichnungen erhalten, darunter den Leibniz-Preis, die höchste Auszeichnung in der deutschen Wissenschaft. Er ist Mitglied vieler Wissenschaftsakademien und war von 2009 bis 2019 Vizepräsident der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina. Seit 2019 ist er Präsident der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte (GDNÄ).
Martin Lohse gehört zu den Gründern der Biotechnologiefirmen ProCorde, CorImmun und AdvanceCOR. Seine wissenschaftlichen Interessen gelten der Arzneimittelforschung und besonders der Erforschung von Rezeptoren als Angriffspunkte für neuartige Arzneimittel gegen Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und des Nervensystems.