Voor de ChristenUnie was onder andere als bestuurslid betrokken bij het Wetenschappelijk Instituut. Ze was ontzettend gedreven om christenen te leren op een verantwoordelijke manier met het milieu en de schepping om te gaan. In dat kader gaf ze ook regelmatig lezingen. Tijdens de verkiezingen van 2010 stond ze als kandidaat op nummer 8 van de lijst van de ChristenUnie.

Naast haar taken voor de ChristenUnie was Martine Vonk lector Ethiek en Technologie. In 2016 werd er bij haar borstkanker vastgesteld en na verder onderzoek bleek dat het ook was uitgezaaid. Ze heeft haar strijd tegen de ziekte helaas niet kunnen winnen. Vonk laat een man en een dochtertje achter. Ze had al eerder kanker gehad en gaf daarover een openharig interview in het Nederlands Dagblad. "Door de ziekte kwam ik puurder tegenover God te staan", vertelde ze destijds. "Ik merkte dat God mij vasthoudt, niet om wat ik doe of wie ik ben, maar omdat Hij van mij houdt."