Deriva dal supernomenlatinoMartina, femminile di Martinus, che, basato sul nome del dio romanoMarte (in latino Mars, genitivaMartis), vuol dire "sacra a Marte", "dedicata a Marte". In casi isolati, almeno in Italia, il nome Martina può anche essere impiegato come diminutivo di Marta (con cui non ha, però, alcuna connessione etimologica).
In Italia, a partire dagli anni 1980, la popolarità del nome Martina è cresciuta notevolmente, grazie alla fama della tennista statunitense, di origine ceca, Martina Navrátilová; secondo i dati ISTAT è rimasto nella rosa dei dieci nomi più usati per le neonate ininterrottamente sin dal 1999, risultando al primo posto nel 1999 e nel 2002, e al secondo posto dal 2003 al 2005.