在《百变马丁趣味小课堂2》中，拥有神奇变身能力的马丁继续带领小朋友们展开奇妙冒险。每天醒来，他都会变成不同角色——有时是探索金字塔的考古学家，有时是遨游太空的宇航员，甚至化身文艺复兴时期的艺术家。每段旅程中，马丁用生动有趣的方式讲解历史、科学、艺术等知识：在恐龙时代揭秘化石形成，在深海潜艇中认识发光生物，还会用魔术表演演示物理原理。他和伙伴们总在意外状况中化险为夷，比如用数学知识破解迷宫，靠化学实验制作逃生工具。每集结尾的"马丁小百科"环节，会将冒险中涉及的知识点变成朗朗上口的趣味口诀，让小朋友在欢笑中收获成长。