Marco Gemignani si è laureato nel 1994 con la lode presso lUniversità di Pisa con una tesi in Storia e tecnica militare. Ha poi svolto con successo il Dottorato di ricerca in Storia militare allUniversità di Padova ed infine il Post-dottorato di ricerca in Scienze storiche e filosofiche presso lUniversità di Pisa.
È stato cultore della materia dal 1994 al 1998 presso la cattedra di Storia e tecnica militare di questultimo Ateneo e dal 1996 opera come docente dapprima in qualità di professore ad horas, poi come professore a contratto, infine come ricercatore confermato e professore aggregato allAccademia Navale di Livorno.
È autore di circa centoquaranta pubblicazioni in Italia e allestero e ha presentato proprie relazioni in oltre un centinaio di convegni.
Per la sua attività di studioso è stato nominato, fra laltro, socio onorario e poi ordinario dellAccademia di Marina dei Cavalieri di Santo Stefano di Pisa, della quale dal 2015 è vicepresidente, socio onorario del Centro di Studi storico-militari Generale Gino Bernardini di Bologna, socio onorario dellAssociazione Italiana di Documentazione Marittima e Navale (AIDMEN) e socio benemerito dellAssociazione Nazionale Marinai dItalia (ANMI).
La Marina Militare gli ha assegnato la carica di consigliere per la pubblicistica navale dello Stato Maggiore, di consulente del Museo Tecnico-Navale della Spezia e del Museo Storico-Navale di Venezia e infine di membro del Comitato Consultivo dellUfficio Storico della Marina Militare con nomina da parte dellattuale Capo di Stato Maggiore, lAmmiraglio di Squadra Valter Girardelli.
Inoltre dal 2010, anno della sua creazione, è cancelliere dellAccademia di Studi Maria Luisa di Borbone di Viareggio.