Martin ha actuado con la Filarmónica de Los Ángeles en múltiples ocasiones en el Hollywood Bowl y en el Walt Disney Concert Hall. Durante la gira con la Filarmónica de Los Ángeles, fue la piano en una actuación con entradas agotadas y aclamada por la crítica de la épica obra de 100 minutos de Messiaen, Des canyons aux étoiles, en el Barbican Centre de Londres con Gustavo Dudamel. 

Ha actuado en docenas de ciclos musicales y festivales en cuatro continentes, colaborando con artistas como Joshua Bell, Lynn Harrell, Julius Baker, Joseph Silverstein y Steven Isserlis. Ha sido solista invitada en muchas otras orquestas de Estados Unidos y del extranjero, entre ellas la Sinfónica de Charlotte, la Orquesta de Cámara de Los Ángeles, la Sinfónica de la Costa Oeste de Florida, la Filarmónica de Huddersfield (Inglaterra) y la Orquesta de Filadelfia. Desde la década de 1990, Joanne Pearce Martin y su marido, Gavin Martin, han actuado en Estados Unidos y en el extranjero comopiano , incluyendo múltiples actuaciones con la Filarmónica de Los Ángeles. También ha colaborado periódicamente con el pianista Jeffrey Kahane. Han ofrecido actuaciones conjuntas del Concierto para pianos de Mozart, así como el estreno mundial deFrank's House de Andrew Norman y el estreno en la costa oeste de Roll Over Beethoven de John Adams.

A Martin le gusta sumergirse en nuevas aventuras musicales, como tocar el theremin. Ha interpretado y grabado una pieza encargada (Theremin’s Journey) por Gernot Wolfgang, en la que toca tanto el theremin como el piano. También encargó una piano solo (D’Nato) al compositor y timbalero principal de la Filarmónica de Los Ángeles, Joseph Pereira. Además, actúa habitualmente en la innovadora serie Green Umbrella de la Filarmónica de Los Ángeles, y esta temporada interpretará el estreno mundial de una piano solo del pianista y compositor Conrad Tao. 

Durante la temporada 2021/22, Martin tuvo el gran placer de trabajar junto a Steven Spielberg como pianista solista en su galardonada película semiautobiográfica The Fabelmans. Por invitación personal de John Williams, grabó una variada colección de piezas clásicas para solista, así como la banda sonora original de Williams para la película. 

La interpretación de Martin ha sido descrita porLos Angeles Times como poseedora de «un fervor y una fluidez inusuales y un virtuosismo conmovedor». Cuando no está haciendo música, es posible que la encuentres en el aire: es piloto de avión con habilitación para instrumentos y paracaidista con habilitación de maestro.