Zainteresowania naukowe Marka Jana Olbrychta koncentrują się wokół zagadnień związanych z historia starożytną, dziejami Orientu, i archeologią, a w szczególności: dziejami i kulturą Iranu i Azji Środkowej (okres przedislamski i wczesnoislamski), relacjami Grecji i Rzymu z Orientem, Aleksandrem Wielkim i epoką hellenistyczną, Pontem i stepami nadczarnomorskimi (szczególnie Mithradates VI Eupator) oraz dziejami sztuki wojennej.
W marcu 2023, Stowarzyszenie Historyków Starożytności przyznało nagrodę za najlepszą ksiązkę z zakresu historii antycznej za rok 2021 dla monografii M.J. Olbrychta, Early Arsakid Parthia (ca. 250-165 B.C.) At the Crossroads of Iranian, Hellenistic, and Central Asian History, Mnemosyne Supplements 440, Leiden – Boston 2021. http://stowarzyszeniehistorykowstarozytnosci.edu.pl/nagroda-stowarzyszenia-przyznana/
W 2010 roku M.J. Olbrycht założył recenzowane czasopismo naukowe (rocznik) Anabasis. Studia Classica et Orientalia. Dotychczas ukazały się tomy 1-15.