Francisco de Luis Martín ha cultivado diferentes temáticas y líneas de investigación como la historia socio-cultural del movimiento obrero socialista, estudios biográficos, historia de la vivienda obrera o Nación y Estado en la España contemporánea.

 Es autor, entre otros, de los libros Cincuenta años de cultura obrera en España, 1890-1940 (Madrid, 1994), De O Grove a Cuba (1937-1964). Memorias de Juan Aguiño: pescador y exiliado (La Coruña, 2000), La FETE en la Guerra Civil española (1936-1939) (Barcelona, 2002), La vivienda obrera en la España de los años 20 y 30 (Salamanca, 2006),  La FETE (1939-1982). De la represión franquista a la Transición democrática (Madrid, 2009) y Casas del Pueblo y centros obreros socialistas en España (Madrid, 2009).

 Ha firmado también numerosos artículos en revistas nacionales y extranjeras como Sistema, Ayer, Bulletin Hispanique, Hispania, Revista História das Ideias, Historia Contemporánea, Historia de la Educación o Cuadernos de Historia de España.