Chris è un baritenore, conosciuto per il frequente uso del falsetto, una tecnica molto spesso usata nel Rock inglese già negli anni Sessanta dal celebre bassista dei The Beatles Sir Paul McCartney.
Caratteristica peculiare del musicista è l'ambidestrismo: scrive con la sinistra, disegna con la destra, suona la chitarra da destrimane.
Ha dichiarato in più di un'occasione l'importanza che Thom Yorke, leader dei Radiohead, ha avuto nell'evoluzione non solo del suo stile musicale, ma anche nella maturazione della sua autoconsapevolezza artistica: come il musicista di Oxford, anche Martin proviene da una famiglia benestante, ha imparato a suonare il piano sin da bambino e si discosta dalla cultura punk che vuole la rock-star cresciuta nel disagio e in gran parte autodidatta nella tecnica strumentale.
Il 5 dicembre 2003 ha sposato l'attrice Gwyneth Paltrow, dalla loro relazione sono nati due figli: Apple Blythe Alison Martin, nata il 14 maggio 2004 a Londra, e Moses Bruce Anthony Martin, nato l'8 aprile 2006 a New York.