Pur senza compiere un corso regolare di studi, il conte Marsili poté avvalersi dell'insegnamento di Malpighi e Montanari. I lunghi anni di carriera militare trascorsi nell'area danubiana gli valsero un enorme patrimonio di conoscenze geografiche, etnologiche, geologiche poi riversato nel Danubius pannonico-mysicus del 1726. Il suo lavoro più noto resta comunque l'Histoire physique de la Mer. Fondò, nel 1711, l'Istituto delle Scienze di Bologna, che incorporava l'Accademia degli Inquieti, nata nel 1691. All'Istituto fu strettamente legata l'Accademia delle Scienze. La donazione del ricchissimo materiale accumulato nel corso dei suoi viaggi e delle sue ricerche dette vita al primo nucleo del museo dell'Istituto, al quale si aggiunsero i musei di Aldrovandi e Cospi.