Matthias wurde am 18. März 1970 in St. Wendel geboren. Nach dem Abitur am Gymnasium Wendalinum und seinem Zivildienst hat er an der Universität des Saarlandes und an anderen Hochschulen Materialwissenschaften studiert und auch seinen Doktortitel erworben. Er spricht mehrere Fremdsprachen (Englisch, Französisch, Spanisch, Russisch und Chinesisch). Seine Hobbys sind Sport, Radfahren, Wandern, Fotografieren und Reisen.
Im Jahr 2008 hatte er sich mit 8500 anderen Kandidatinnen und Kandidaten bei der europäischen Weltraumorganisation ESA beworben. Nach anderen Aufgaben nahm er 2017 die Ausbildung zum Astronauten auf. Mit dem Start seiner ISS-Mission ist er der zwölfte Deutsche im All.