Prowadził szczegółowe obserwacje Jowisza, wyniki badań zebrał w swojej książce Mundus Iovialis. Twierdzi w niej, że odkrył księżyce Jowisza kilka dni przed Galileuszem. Obecnie uważa się, że nie jest to prawda. Jest jednak możliwe, że Marius odkrył je niezależnie, jakkolwiek nie pierwszy. Jeśli tak, Marius jest prawdopodobnie jedynym człowiekiem, który widział księżyce Jowisza przed opublikowaniem informacji o nich przez Galileusza. Jest pomysłodawcą powszechnie przyjętych i obecnie używanych nazw tych satelitów – Ganimedes, Io, Kallisto, Europa. Uważał się za odkrywcę Galaktyki Andromedy, jednak ta była już wcześniej znana średniowiecznym arabskim astronomom.