Martin Guespereau entre en 2000 au ministère de l'Environnement comme économiste dans la délégation française lors des négociations internationales sur la lutte contre le changement climatique. Il devient ensuite Chef du service régional de l'environnement industriel à la DRIRE de Picardie jusqu'en 2003 puis, rejoint la direction du Trésor du ministère des Finances où il est responsable de la politique financière pour la zone Afrique du Nord /Moyen-Orient.
En décembre 2004, il devient conseiller technique « santé environnement » de Philippe Douste-Blazy, ministre de la Santé, puis conseiller technique « crises sanitaires » de Xavier Bertrand, son successeur, et enfin de Philippe Bas. En mai 2007, il est appelé comme conseiller technique « écologie et urbanisme » au cabinet du Premier ministre, François Fillon, où il a coordonné l'action gouvernementale lors du Grenelle de l'environnement.
Il était depuis fin 2008 directeur général de l'Agence française de sécurité sanitaire de l'environnement et du travail. Il succède à Alain Pialat qui a pris sa retraite en février dernier, après six années à la tête de l'Agence de l'eau Rhône-Méditerranée et Corse.
L'Agence de l'eau emploie 400 personnes et dispose d'un budget annuel de 490 millions d'euros. Elle est intégralement financée par des redevances de type « pollueur-payeur » ou « préleveur-payeur ». Elle redistribue ces ressources en aides pour lutter contre la pollution de l'eau et protéger les milieux aquatiques.
Elle couvre le territoire Corse et le bassin hydrographique Saône-Rhône, les fleuves côtiers du Languedoc-Roussillon, de Provence-Alpes-Côte d'Azur, le littoral méditerranéen.
Elle organise une concertation entre les collectivités territoriales, les usagers et l'Etat sur la politique de l'eau et s'appuie sur 2 comités de bassin, pour le bassin "Rhône-Méditerranée" et la Corse. L'Agence dispose d'un statut d'établissement public, relevant de la sphère du ministère chargé de l'écologie.
