В 1908 году Марр издал грамматику древнеармянского языка (грабара), а в 1910 году – книгу «Грамматика чанского (лазского) языка с хрестоматией и словарем». Он также издал ряд ценных древнегрузинских памятников письменности со своими комментариями. Ряд ценных материалов, в том числе касающихся древнеармянской письменности, Марр обнаружил во время археологических экспедиций в районе древней столицы Армении города Ани. В 1915 году он был удостоен большой золотой медали Русского археологического общества за совокупность работ по исследованию Ани. Начиная с 1880‐х годов он занимался вопросами генетической связи языков народов Кавказа, в том числе картвельских, к которым относятся и лазский, и его родной грузинский языки. В связи с этим Марр выдвинул ряд гипотез о родстве картвельских языков с семитскими и баскским языками Средиземноморья. Общим названием для предполагаемой языковой семьи стал введенный Марром термин «яфетические языки», по имени библейского Иафета, сына Ноя. Интересно, что позднее, в 1920‐е годы, Марр практически в любом языке, с которым знакомился, обнаруживал «яфетический элемент». Несоответствие ранних гипотез Марра накопленным к тому времени данным сравнительно-исторического языкознания привели ученого к выводу о несостоятельности сравнительно-исторического метода в языкознании. Марр указал на важность типологического и социолингвистического подхода к изучению лингвистических фактов. Он владел большим числом языков на практическом уровне, но знал полную историю только картвельских и абхазского языков, зато фактически игнорировал хорошо исследованную к тому времени историю индоевропейских и тюркских языков, хотя и владел многими из них. В противовес сравнительно-исторической лингвистике Марр создал «новое учение о языке» («яфетическую теорию), с которым он выступил в ноябре 1923 года. Тогда он утверждал, что «индоевропейской семьи расово отличной не существует» и что «вначале был не один, а множество племенных языков, единый праязык есть сослужившая свою службу научная фикция». В учении Марра преобладали непроверяемые утверждения, вроде того, что все языки в мире произошли от «четырех элементов», идея «яфетических языков» как социально-классовой общности и ряд других положений. С 1928 года Марр старался сблизить «яфетическую теорию» с марксизмом. В частности, он выдвинул идея о языке как «надстройке» над социально-экономическими отношениями, отражающим стадии развития общества (рабовладельческую, феодальную, капиталистическую и т. п.), а традиционную индоевропеистику объявил «буржуазной наукой». Основные положения «нового учения о языке» сводились к следующему: 1) Языкового родства не существует. Языки не могут расходиться, отдаляясь друг от друга. Они лишь объединяются («скрещиваются») друг с другом. Вся история языков – это движение от первобытного множества к будущему единому языку единого коммунистического общества, которое должно охватить всю Землю и объединить все народы мира в единый народ. 2) Все языки в своем развитии проходят с разной скоростью одни и те же этапы («стадии») – от наиболее примитивной, состоявшей из четырех первобытных элементов («диффузных выкриков»: сал, бер, йон, рош), до самой сложной, свойственной древнегреческому, латинскому и другим языкам. Смена стадий обусловлена экономическими сдвигами в обществе. 3) в любом языке можно выявить до четырех элементов остатков предшествующих стадий. Для обоснования этих принципиальных положений Марру и его ученикам приходилось подгонять факты под теорию и просто игнорировать те факты, которые в теорию не укладывались.
Спустя 15 лет после смерти Марра, 20 июня 1950 года, его учение было объявлено ложным в связи с выходом книги ранее поддерживавшего его И.В. Сталина «Марксизм и вопросы языкознания», где Марр был объявлен «идеалистом». Сталин утверждал, что «Н.Я. Марр действительно хотел быть и старался быть марксистом, но он не сумел стать марксистом». Говорить о каких-то научных заслугах Марра стало возможно в СССР только после разоблачения «культа личности Сталина» в 1956 году. Ряд проблем, поставленных Марром (типология, исследование синтаксиса, проблема «язык и мышление» и др.), в дальнейшем были решены методами «традиционной лингвистики». Так, один из учеников Марра и его преемник на посту директора Института языка и мышления академик Иван Иванович Мещанинов (1883–1967) идею поиска стадий развития языков в области синтаксиса трансформировал в идею выявления основных типов синтаксического строя языков мира. О Марре нередко говорили как об ученом, умевшего интуитивно ставить плодотворные лингвистические проблемы, но в большинстве случаев не умевшего их правильно решать. Марр является автором книг «Племенной состав населения Кавказа» (1920), «Яфетический Кавказ и третий этнический элемент в созидании средиземноморской культуры» (1920), «Яфетическая теория» (1928), «Избранные работы» (в 5 томах, 1933–1937) и др.
