Lister nació en Radcliffe en 1639, en el seno de una familia burguesa, con familiares bien conocidos y posicionados entre las clases más altas de Buckinham. Durante su juventud fue educado en Melton, para pasar más tarde a Cambridge donde estudió medicina. Tras graduarse viajó a Francia para seguir estudiando, y finalmente se instaló en York en 1670. Allí trabajó como médico hasta 1683, cuando se trasladó a Londres. Entró a formar parte de importantes sociedades como la Royal Society (1671) o el Royal College of Physicians (1687). En 1709 se le otorgó el cargo de médico de la reina Ana, labor que desempeñó hasta su muerte.

Además de su trabajo como médico, Martin Lister se interesó a lo largo de su vida por diversos temas relacionados con la historia natural y las antigüedades. Es considerado el padre de la aracnología, y uno de los primeros en estudiar conquiliología. Lister también inventó el histograma, y donó importantes colecciones de historia natural al Ashmolean Museum.

Entre sus publicaciones más importantes se encuentra Historiae animalium Angliae tres tractatus (1678), la primera publicación sistemática sobre arañas y conchas, un estudio provisto de 4 láminas desplegables con grabados calcográficos magníficamente ejecutados.

En 1685 Lister comenzó a publicar en Londres su obra magna, Historiae Conchyliorum (1685-1692) y posteriormente Conchyliorum Bivalvium (1696). La primera, en cuatro volúmenes, está provista de infinidad de grabados calcográficos elaborados sobre dibujos del natural y grabados luego al cobre, elaborados magistralmente por sus hijas Anna y Susanna (aunque hay autores que opinan que Anna bien podría ser su mujer). 

La obra carece prácticamente de texto, y en ella se figuran, clasifican y nominan de forma binomial casi un millar de especies moluscos en 441 grabados sobre 356 páginas (ya que hay páginas con más de una plancha de grabado estampada), muchas de ellas provistas de un marco decorativo. La monumental Historiae Conchyliorum comenzó a publicarse solo cuatro años después del trabajo de Buonanni sobre conchas, cuyas ilustraciones estaban invertidas, error que sirvió a Lister para criticarlo duramente. Este trabajo ha servido de referencia para coleccionistas y estudiantes desde su publicación. En 1770 se publicó una nueva edición con las mismas planchas de cobre estampadas sobre papel de mayor tamaño.