Il prof. Marini si è laureato nel 2000 presso l'Università di Roma La Sapienza, dove ha anche conseguito il dottorato di ricerca nel 2004. Durante il suo dottorato, ha ottenuto una borsa di studio Marie Curie di tre mesi presso il National Institute of Chemistry (Lubiana, Slovenia) sotto la supervisione della prof. Marjana Novic. Dopo quattro anni di assegno di ricerca (2004-2008), nel 2008 è stato assunto come Ricercatore presso l'Università di Roma La Sapienza, dove dal 2018 al 2021 è stato professore associato, e a partire dal 2021 è professore ordinario di Chimica Analitica. Nel 2006 gli è stato assegnato il premio Giovane Ricercatore dalla Divisione di Chimica Analitica della Società Chimica Italiana e nel 2012 ha vinto il premio Chemometrics and Intelligent Laboratory Sistems Award "per il suo significativo contributo allo sviluppo della chemiometria". E' stato visiting researcher in diverse università (Copenaghen, Stellenbosch, Slesia, Lille) e istituti di ricerca (National Institute of Chemistry, Slovenia; Nofima, Norvegia; Irstea, Francia). La sua attività di ricerca si concentra su tutti gli aspetti della chemiometria, che vanno dall'applicazione dei metodi esistenti ai problemi del mondo reale (in molteplici ambiti) alla progettazione e sviluppo di nuovi algoritmi. È autore di oltre 300 tra articoli su riviste internazionali e capitoli di libro e nel 2013 ha curato il libro Chemometrics in food chemistry (Elsevier)È Editor in chief di Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems e membro degli editorial boards di Analytica Chimica Acta, J. of Chemometrics, J. of NIR Spectroscopy, J. of Spectral Imaging, Food Control; è anche Associate Editor per la Chemiometria nell'Encyclopedia of Analytical Chemistry di Wiley. È stato coordinatore del gruppo divisionale di chemiometria della Divisione di Chimica Analitica della SCI e, attualmente, vicepresidente della Società italiana di spettroscopia NIR e coordinatore del Chemometrics Task Group di DAC-EUCheMS.
