Jest autorem kilkunastu podręczników i ponad 300 artykułów w polskich i zagranicznych czasopismach naukowych, z zakresu tanatologii, toksykologii i serologii sądowolekarskiej. Podjął pionierskie badania nad problematyką etyki i deontologii lekarskiej oraz nad oceną tzw. błędu lekarskiego. Dzięki jego inicjatywie powstał nowy dział w „Przeglądzie Lekarskim” (najstarsze polskie czasopismo medyczne) poświęcony powyższym problemom. Był członkiem: Międzynarodowej Akademii Medycyny Sądowej i Medycyny Społecznej, Niemieckiego Towarzystwa Medycyny Prawnej, Kolegium Redakcyjnego Forensic Science International i wydawnictwa „Inform” w Wichita (USA), członkiem honorowym Czechosłowackiego Towarzystwa Naukowego Purkyniego, członkiem zwyczajnym Polskiej Akademii Medycyny (Warszawa) oraz Polskiej Akademii Wiedzy Seksuologicznej i Więzi Międzyludzkiej (Warszawa).
Według Andrzeja Paczkowskiego Zdzisław Marek wydawał wygodne dla Służby Bezpieczeństwa lekarskie ekspertyzy. W sprawie Grzegorza Przemyka jednak Marek sporządził ekspertyzę potwierdzającą pobicie przez milicję i nie wycofał jej mimo nacisków SB.