בשונה ממנזרים רבים שהוקמו במדבר יהודה, בעיקר בתקופה הביזנטית (המאה הרביעית לספירה עד המאה השביעית), מצויים שרידיו של מנזר מרטיריוס ממש במרכזה של שכונת מגורים בעיר מעלה אדומים – מעין מובלעת חרישית מן העבר, בלב עיר שוקקת חיים הנטועה היטב בהווה.
כמו מנזר אותימיוס הסמוך אליו, גם מנזר מרטיריוס טומן בין מתחמיו ושביליו את סיפורם של נזירי מדבר יהודה, על אורחות חייהם, אמונתם ומנהגיהם הייחודיים. אין ספק כי חבל ארץ זה סיפק את התנאים האידיאליים להתבודדות המבוקשת ולכן היווה מוקד משיכה לנזירים רבים.
מרטיריוס, תלמידו של אותימיוס, היה יליד קפדוקיה. הוא ייסד את המנזר בשנת 660 לספירה בקירוב, ואף בנה לצדו מערכת מים מרשימה.
סיור במבנה מרובע זה, המשתרע על פני כעשרה דונמים, חושף טפח מחיי הנזירים באותה תקופה. יש בו אורוות, כנסייה, קפלה, חדר אוכל, בור מים, בית מרחץ, אכסניה לעולי רגל, אולם קבורה וחווה ערבית. בכניסה הצפונית למנזר ניתן להבחין באבן גולל מרשימה בקוטרה – כ-2.5 מטרים.