Рано лишившись матери, с детских лет работал на виноградниках. Окончив в 1916 г. начальную школу в Аштараке, Норайр продолжил учебу и работу в Ошакане и Эчмиадзине. В средней школе учился с перерывами и окончил ее в Эчмиадзине только в 1927 г. В 1928 г. по направлению ЛКСМ (Ленинского коммунистического союза молодежи) Армении поступил в [[Ереванский университет|Ереванский университет]] на агрономический факультет. В 1929 г. ректоратом Университета способный и целеустремленный юноша был направлен на учебу в Ленинградский сельскохозяйственный институт. Свою научную деятельность Н.М. Сисакян начал в 1932 - окончил Московскую сельскохозяйственную академию имени Кг. под руководством акад. Д.Н. Прянишникова, позднее под руководством акад.А. ТимирязеваН. Учился Баха. В своих первых исследованиях изучал вопросы, связанные со значением фосфорного питания в процессе сахаронакопления у сахарной свеклы. Начиная с 1936 г. Н.М. Сисакян работал в Институте биохимии АН СССР (с 1946 г. – им. А.Н. Баха ), сначала старшим научным сотрудником, а с 1942 г. – зав. Лабораторией. В период с 1935-1939 гг. – Н.М. Сисакян – аспирант-докторант Института биохимии АН СССР. В 1936 г. он защитил кандидатскую диссертацию по теме: «Роль фосфора в процессе сахаронакопления у сахарной свеклы». Это была первая защита в только что созданном его учителем академиком А.Н. Бахом Институте биохимии Академии наук СССР. Всего за 4 года Сисакян подготовил и в 1940 г. защитил и Адокторскую диссертацию по теме: «Биохимическая характеристика засухоустойчивости растений». Великую Отечественную войну доктор биологических наук, ученый секретарь Института биохимии Н.М. Сисакян встретил в качестве бойца в батальоне народного ополчения. В годы войны Н.М. Сисакян продолжал заниматься и научной работой: большое внимание уделял вопросам технической биохимии и витаминологии. Сисакяну удалось оперативно разработать новый способ сушки овощей и картофеля с сохранением витаминов, что в условиях военного времени было чрезвычайно актуальной задачей и нашло широчайшее применение. За работы в этой области Н.М. Сисакян в 1944 г. Опаринабыл награжден Орденом «Знак Почета».
На вторую половину 1940-х – начало 1950-х гг. приходятся активные творческие связи Н.М. Сисакяна с армянскими биохимиками. В эти годы Норайр Мартиросович читал специальный курс энзимологии в Ереванском университете, в Армении у него появились аспиранты. С 1939 - работал его помощью в Институте республике был создан ряд биохимических групп и лабораторий. Тематически превалировала биохимия виноделия. Н.М. Сисакяном были определены биохимические подходы к разработке научных основ виноделия и проведены исследования биохимических процессов, протекающих при изготовлении вин, шампанского, коньяков. Институт биохимии им. А.Н. Баха АН СССРвыпустил под редакцией Н.М. Сисакяна 7 томов сборников «Биохимия виноделия».
1942-1966 - заведующий лабораторией Н.М. Сисакян одним из первых в Институте нашей стране начал изучение функциональной биохимии АН клеточных структур. Более 15 лет он посвятил изучению химического состава и структуры пластид, хлоропластов, а также локализации в них тех или иных ферментных систем и звеньев обмена. Работы по этой тематики были обобщены и вошли в монографию «Ферментативная активность протоплазменных структур», которая была в 1952 г. удостоена Государственной премии СССР.
1949В 1953 г. Н.М. Сисакян был избран членом-1956 - заместитель директора Института биохимии корреспондентом АН СССР, а в 1960 г. – действительным членом (академиком) АН СССР.
В 1959-1963 гг. Н.М. Сисакян - академик-секретарь ОБН Отделения биологических наук АН СССР. С 1960 г. - член Президиума АН СССР. В 1963 - 1966 гг. - главный учёный секретарь Президиума АН СССР.
1963Н.М. Сисакян -1966 член-корреспондент (1945) и академик АН Армянской ССР (1965). Неоценимы были заслуги Н.М. Сисакяна в развитии космической биохимии, в частности в изучении действия радиации на обмен веществ растений. Ему принадлежала идея создания многочисленных Лабораторий и групп космической биологии при различных научных учреждениях АН СССР. Обо всем этом он докладывал на VIII Международном ботаническом конгрессе (Париж, 1954); III Международном биохимическом конгрессе (Брюссель, 1955); IV Международном биохимическом конгрессе (Вена, 1958), Международном симпозиуме по химии ферментов (Токио, 1957); на V Международном биохимическом конгрессе (Москва, 1964) и на VI Международном биохимическом конгрессе (Нью-Йорк, 1964). Н.М. Сисакян руководил проведением I Международного симпозиума по проблеме «Человек в космосе» (ЮНЕСКО, Париж, 1962). Большой интерес представляли и его выступления по философским вопросам биохимии и проблемам биологического обмена веществ. В его монографии «Биохимия обмена веществ» (1954) рассмотрен ряд существенных вопросов современной биохимии. ==Общественная деятельность==Помимо научно- член Президиума организационной работы у него были общественные обязанности. Он был главным ученым секретарем АН СССР, зам. главного редактора журналов «Биохимия» и «Космические исследования», главным редактором «Вестника АН СССР» и главный ученый секретарь «Известий АН СССР, серия биология», членом редколлегии английского журнала «Сравнительная физиология и биохимия», итальянского журнала «Агрохимика», зам. председателя ВАК’а. ==Педагогическая деятельность==В течении многих лет Н.М. Сисакян занимался педагогической деятельностью. Под его руководством было подготовлено 40 кандидатских и докторских диссертаций. Он выступал с лекциями в Льежском университете (Бельгия, 1956); и в Университета в г. Пуатье (Франция); в 1957 г. – в университетах Хоккайдо, Сендая и Нагоя (Япония); в 1959 г. – в Парижском университета (Сорбонна). Н.М. Сисакян был членом Генерального комитета Международных премий фонда Бальцано (Италия), а также в течение ряда лет принимал участие в работе ЮНЕСКО – был членом Консультативного комитета и Исполнительного совета, а в 1964 г. – Н.М. Сисакян был избран президентом XIII сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО на период 1964-1966 гг. С 1965 г. Н.М. Сисакян - вице-президент Международной астронавтической академии, участник Пагуошского движения учёных.
Главный редактор журналов: «Известия АН СССР. Серия биологических наук», «Вестник АН СССР».
Выдающийся учёный Норайр Мартиросович Сисакян скоропостижно скончался 12 марта 1966 года, работая над статьей о перспективных задачах биохимии в кабинете созданной им Лаборатории энзимологии Института биохимии имени А.Н. Баха...
Похоронен он в Москве, на Новодевичьем кладбище.
==Членство в Международных научных организациях==
==Сочинения==
Посвящены исследованию вопросов биохимии растений, технической биохимии и космической биологии. Среди них*кандидатская диссертация по теме: «Роль фосфора в процессе сахаронакопления у сахарной свеклы»*докторская диссертация по теме: «Биохимическая характеристика засухоустойчивости растений»
*Ферментативная активность протоплазменных структур. М., 1951
*Биохимическая характеристика засухоустойчивости растений. М.-Л., 1940
*Химическая природа и биохимические функции пластид // Известия АН СССР. Серия биологическая. 1956, № 5, 6
*Биохимия виноделия. Сборник статей. Вып. 1-5. М.-Л., 1947-1957
Всего Н.М. Сисакян написал и опубликовал более 400 научных трудов. Некоторые его работы, такие как: «Ферментативная активность протоплазменных структур», «Биохимия обмена веществ», «Энзимология пластид», «Биохимия пластид» и др. переведены на английский, немецкий, французский, японский, польский, китайский, венгерский, румынский, чешский языки.