In nur wenigen Ausnahmen zeigen die graphischen Blätter biblische Themen (Heiliger Martin, Kain und Abel) oder Alltagsszenen. Bestimmend sind Frauenakte, die in vielfältig variierenden Situationen dargestellt sind. Die meist fülligen, prallen Figuren werden von Mayer gekonnt skizzenhaft und nur durch Schraffuren zu plastischem Leben erweckt. Die kühnen Posen sind dabei nur selten provokant. Sie verdeutlichen stattdessen die einfühlsame Herangehensweise des Künstlers an das Thema, der, aufbauend auf anatomischer Korrektheit, eine Abstraktion des weiblichen Körpers vorantreibt. Die Raum verdrängende Fülle der Figuren sind markante Merkmale der Plastiken Mayers.
Etliche seiner Bronzefiguren bevölkern heute den öffentlichen Raum, wie zum Beispiel die "Olympia Triumphans" (München, Olympiapark) und Martin Luther (Weißenburg/Bayern). Mehrere plastische Arbeiten Mayers befinden sich auch im Besitz der Stadt Kaiserslautern. Als einer der Vertreter der klassisch-modernen Plastik steht Martin Mayer in der Tradition von Auguste Rodin, Aristide Maillol oder Marino Marini. Dabei orientiert sich der Künstler an den frühen klassischen Skulpturen der griechischen Antike. Martin Mayer verzichtet dabei auf naturalistische Darstellungen, er versucht vielmehr, seine Figuren – den fülligen weiblichen Formen folgend – als Gesamtkomposition zu sehen.