Voorheen leidde Overmars het nationale onderzoeksproject GATE dat zich richtte op onderzoek naar innovatie game technologie en toepassingen. Sinds hij als student wiskunde op de Universiteit Utrecht als student-assistent een baan kreeg is hij aan de UU werkzaam gebleven. Zijn proefschrift schreef hij over The design of dynamic data structures en in 1990 is hij benoemd tot hoogleraar.

Op internet is Mark Overmars bekend als de maker van Game Maker, een programma dat zich vooral richt op het eenvoudig creëren van games, voor zowel beginners als gevorderde. Hiermee kwam hij in 2011 in de top 50 meest invloedrijke game ontwikkelaars volgens het tijdschrift GameDeveloper. Overmars is mede-eigenaar van het serious games bedrijf Qlvr en het casual games bedrijf Tingly Games.