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Marthe Goossens a commencé à faire du vélo dès l'âge de 4 ans, d'abord sur son BMX et a continué dans cette discipline jusqu'à l'âge de 18 ans. Lors de la pandémie de Covid-19, les compétitions de BMX étant toutes annulées, elle s'oriente vers le cyclisme sur route[1]. Elle a connu de grand succès en BMX, devenant championne du monde en 2014 de sa catégorie, à l'âge de 12 ans[2]. Au cours de sa carrière de BMX, elle remporte également l'argent et le bronze aux championnats du monde, ainsi que 5 fois le titre de championne d'Europe[3].
Sur route, elle court d'abord, la saison 2021, pour l'équipe De Sprinters Malderen, et après une 15e place sur Binche-Chimay-Binche, elle signe un premier contrat dans une équipe continentale auprès de l'équipe Multum Accountants-LSK pour la saison 2022[3]. Elle s'illustre notamment avec une 5e place sur À travers le Hageland.
Pour la saison 2023, elle rejoint l'équipe AG Insurance[4]. En fin de saison elle est sélectionnée pour représenter la Belgique lors des championnats du monde.