马伟明的思维的确有过人之处。在一般人看来，抽象的事物是最枯燥、最乏味，但在他眼里，最丰富最多彩的莫过于抽象。他喜欢抽象的事物，更长于抽象的逻辑思维。从读大学到读博士，越是抽象的课程他学习得越好。张盖凡教授开设的一门名为《交流电机过渡过程》的研究生课程，光公式符号就有1000多个，开课以来没有哪个研究生学起来不喊头痛的。唯独马伟明如鱼得水，趣味横生。课程结业考试，他获得了该课开设以来最高分，并从此接替张盖凡教授成为该课程的主讲教师。
“学习也好，科研也罢，都有其一定的内在规律。”马伟明阐释他的思维诀窍：“任何事物，只要抓住了规律，就等于牵住了牛鼻子。”马伟明经常做的一项工作就是“抽象”。他将这种方法称之为“把复杂的问题简单化和本质化”。他反复告诫自己的学生：“一个工程技术人员，如果没有把复杂问题简单化和本质化的能力，将永远一事无成。”
马伟明的“抽象”堪称绝技。他能把所学的每一门专业课“抽象”得只剩一句话甚至几个字。比如高等数学，不管是微分、积分，还是多元函数、微分方程，马伟明将几大本教材“抽象”后，仅用两个字便将其概括：“极限”。“极限是最本质、最基础的原概念。”他解释说：“除了平面解析几何，高等数学涉及的绝大多数概念，都可以通过这个概念引伸出来和定义出来。”电学，不论强电还是弱电，马伟明“抽象”后得出结论：最易混淆的概念就是3个字：“正方向”。自动控制理论，不管是经典的、现代的，还是线性的、非线性的，马伟明则“抽象”为两个字：“反馈”。电子学也是两个字：“电路”。如果哪一门课程学下来，他不能用一句话或几个字“抽象”出来，他就认定自己没有学好。
马伟明特独的抽象思维能力得益于他扎实的哲学功底。科研之余，他唯一的嗜好就是研读哲学著作，如果这也算嗜好的话。从古希腊哲学、古罗马哲学，到中世纪哲学，再到近代哲学、现代哲学，他通涉博览，乐此不疲。对现代西方哲学流派的代表性人物及其哲学思想，诸如叔本华、尼采、萨特等等，他更是有着系统的研究和独到的见解。