Il remporte ses premiers succès internationaux en 1998 et 1999, lorsqu'il devient champion du monde junior avec l'équipe autrichienne. Après ses premières apparitions en Coupe du monde de saut à ski , il a pu s'illustrer pour la première fois lors de la saison 2001/02 et avec son premier podium à Engelberg il s'est également qualifié pour les Jeux olympiques d'hiver de 2002 à Salt Lake City . Après trois années de moins de succès, il s'est frayé un chemin dans l'équipe autrichienne et est devenu membre de l'équipe nationale de l' ÖSV avec Thomas Morgenstern , Andreas Kofler et Andreas Widhölzl champion olympique par équipe aux Jeux olympiques d'hiver de 2006 à Turin . Aux Championnats du monde de vol à ski 2008 à Oberstdorf, Koch a été vice-champion du monde en individuel et champion du monde par équipe avec l'équipe autrichienne. Il a également remporté le titre de champion du monde avec l'équipe autrichienne aux championnats du monde de vol à ski en 2010 . Lors d'un vol à ski à Harrachov le 8 janvier 2011, Koch a remporté sa première victoire en Coupe du monde devant son compatriote Thomas Morgenstern. Le 11 mars 2012, il remporte son premier saut sur un grand tremplin après trois victoires en vol à ski sur Holmenkollbakken à Oslo, Norvège . En avril 2012, il a annoncé qu'il poursuivrait sa carrière pendant au moins une saison de plus, bien qu'il ait déjà eu plusieurs fois des problèmes de dos.
Il a terminé sa carrière active de saut à ski avec un saut d'adieu le 22 mars 2014 lors de la finale de la Coupe du monde à Planica, en Slovénie . Après la fin de sa carrière, Koch a été embauché comme co-commentateur par ORF .
Landesschiverband et Kleine Zeitung (éd.) : De Großglockner à Klammer-Stich - 100 ans de ski en Carinthie . S. 86-89, Martin Koch : Juste moi et le saut à ski et une belle journée, Carinthia Verlag 2007, ISBN 978-3-85378-622-2 .
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