Не получил в детстве никакого образования и самоучкой пристрастился к математике; благодаря счастливой случайности, знакомству с учёным аббатом Сигарном, получил возможность поехать в Париж, где был обласкан Даламбером и в 1803 году принят в Политехническую школу. Здесь он подружился с Араго и вместе с ним, по окончании курса, оставлен при Парижской обсерватории.
С 1807 года состоял секретарём обсерватории, а труды его были вознаграждены премией Лаланда. В 1817 году избран членом Академии наук на место Мессье. Был профессором математики и геодезии в Политехнической школе. В 1827 году Матьё издал последний том «Истории Астрономии» Деламбра. Матьё производил астрономические наблюдения, участвовал в геодезическом соединении Англии и Франции, но всего более посвящал свои труды изданиям «Connaissance des temps» и «Annuaire de Bureau des Longitudes», которыми заведовал до самой смерти. Подобно своему другу и родственнику Араго (он был женат на сестре Араго), Матьё участвовал и в политике: сограждане неоднократно избирали его в палату депутатов. В 1849 году он добровольно оставил собрание, но продолжал быть горячим патриотом; в печальную зиму 1870—71 гг., несмотря на преклонный возраст, Матьё был в Париже и возбуждал мужество в окружающих. Биография напечатана в «Monthly Notices» M. т. 36.
