1858 року — закінчивши навчання, захистивши дисертацію на геологічну тематику, виїздить до Німеччини. Спочатку навчається у Гейдельберзі, згодом — у Фрайберзі під керівництвом професора Антуана де Барі, знаного спеціаліста-міколога.
1860 року — відправляється до Франції до Гюстава Тюре, під керівництвом якого у Антибі вивчає водорості та працює над магістерською роботою з альгології.
Роботи вченого переважно стосувались альгології, ліхенології, мікології та фітопатології. Одним із перших описав азотфіксуючі бульбочкові бактерії бобових, паразитизм мікроскопічних грибів на водоростях, збудника хвороби кіли капусти, соняшника. Працював спільно із С. Г. Навашиним, вивчаючи паразитів берези звичайної. Так як за станом здоров'я не мав можливості викладати в університеті, доводилось часто виїздити за кордон та працювати самостійно. Роботи Вороніна мають детальні описи його спостережень та ілюстровані авторськими рисунками, якість яких викликає подив навіть у сучасних спеціалістів.
Вибрані публікації
Ueber den Bau des Stammes von Caclyanthus, Bot. Zeit., 1860 (нім.)
Исследования над морскими водорослями Acetabularia и Espera (рос.) (магістерська дисертація 1861 року)
А. de Bary und M. Woronin. Beitrag des Chytridieen. // Berichte über die Verhandlungen der naturforsch. Gesellsch. zu Freiburg (mit 2 Tafeln) (нім.)
M. Woronin, Ueber die bei der Alnus glutinosa und der Lupinus mutabilis auftretenden Wurzelaufschwellungen. // Mém. de l'Acad. Imp. des Sciences de St-Petersbourg, 1866 (mit 2 Tafeln) (нім.)
О полиморфизме, замечаемом в воспроизводительных органах у грибов, принадлежащих к отделу Pyrenomycetes // Приложение к т. III Трудов русского энтомологического общества по ботаническому отделению, СПб., 1866 (рос.)
A. de Bary und M. Woronin. Zur Entwickelungsgeschichte der Ascobolus pulcherrimus Cr. und einiger Pezizen // Beiträge zur Morphologie und Physiologie der Pilze , 1866 (mit 4 Tafeln) (нім.)
Zur Kenntniss der Mucorinen. I. Mucor Mucedo. 1866 (нім.)
ExoblasidiumVaccinii // Berichte über die Verhandlungen der naturf. Gesellsch. zu Freiburg", 1867 (3 Tafeln) (нім.)
Neuer Beitrag zur Kenntniss der Chytridieen // Botan. Zeit., 1868 (нім.)
Beitrag zur Kenntniss der Vaucherien, 1869 (mit 2 Tafeln) (нім.)
Микологические исследования. СПб., 1869 (рос.)
Исследования над развитием ржавчинного грибка Puccinia Helianthi, причиняющего болезнь подсолнечника // Труды Спб. общества естествоиспытателей, 1871 (с 2 таблицами) (рос.)
Исследования над гонидиями лишайника Parmelia pulverulenta Ach. // Труды Спб. общества естествоиспытателей, т. III, 1872 (с 1 табл.) (рос.)
A. Faminzin und M. Woronin. Ueber zwei neue Formen von Schleimpilzen Ceratium hydnoides und Cer. parioides // Mém. de l'Acad. I. d. Sc. de St.-P., 1873 (3 Tafeln) (нім.)
Plasmodiophora brassicae — организм, причиняющий капустным растениям болезнь, известную под названием килы // Труды Спб. общества естествоиспытателей, 1877 (с 6 таблицами) (рос.)