Matthias Metternich wurde im Jahre 1747 in Steinfrenz bei Montabaur in Kurtrier geboren. Seine Familie entstammte bäuerlichen Verhältnissen was seinerzeit eigentlich eine Laufbahn als Professor ausschließen müsste. Jedoch wurde der junge Metternich durch eine Förderung eines Adeligen, vermutlich handelte es sich Oberamtmann von Montabaur Carl Anton von Walderdorff, ermöglicht, das Jesuitenkolleg in Hadamar zu besuchen. Anfang der 1770er Jahre kam er mittellos nach Mainz, wo er zunächst Volksschullehrerkandidat an der Normalschule wurde. Die Mainzer Normalschule war für die Ausbildung der Lehrer zuständig. Der Mainzer Chronist Andreas Joseph Hofmann schrieb über das Erscheinungsbild Metternichs:

[…] bey seiner Ankunft in Mainz [waren] seine Schuhe mit Kortel zusammengebunden und seine Füße mit alten zerlumpten Leinengewande umwickelt und den oberen Teil seines Körpers mit einem äußerst elenden Bauernwammes [bedeckt].

In den Jahren 1773 und 1774 war er als Elementarschullehrer an der Pfarrschule St. Emmeran in Mainz angestellt. Als jedoch Kurfürst Friedrich Karl Joseph von Erthal sein Amt antrat nahm er zahlreiche Reformen seines Vorgängers Emmerich Joseph von Breidbach zu Bürresheim (1707-1774) zurück und so verlor auch Metternich seine Anstellung-.

Zugleich begann er sein Studium der Philosophie und Mathematik, zunächst in Mainz, wo er den Doktorgrad in Philosophie erwarb, und später in Göttingen. Seit 1780 unterrichtete er in Mainz wieder an der Normalschule Mathematik. Im Jahre 1784 ging er nach Göttingen und seine Studien bei Abraham Gotthelf Kästner und Lichtenberg. Beide gehörten zu den führenden Köpfen der damaligen Mathematik und Physik. Zugleich waren sie auch fortschrittliche Aufklärer der Göttinger Kant-Schule. Als er 1786 aus Göttingen zurückgekehrte widmete er sich der Mathematik und Physik. Er promovierte in Erfurt über das Thema Reibung. Im Jahr zuvor war er nach Mainz zurückgekommen.

Im Jahre 1786 erhielt Metternich zusammen mit Rudolf Eickemeyer eine außerordentliche Professur für Mathematik und Physik an der kurfürstlichen Universität Mainz. Im gleichen Jahr gehörte er auch der »Akademie gemeinnütziger Wissenschaften« in Erfurt an.

Er gehörte den Illuminaten und später der »Gelehrten Lesegesellschaft« an. In diesem Zirkel traf Professor Metternich ab 1789 mit den Mainzer Oppositionellen zusammen, welche sich offen für die Ideale der Französischen Revolution aussprachen. In jener Zeit entwickelten sich auch die politischen Freundschaften zu seinen späteren Mitstreitern wie Felix Anton Blau oder Anton Joseph Dorsch. Auch Eickemeyer war Mitglied der Lesegesellschaft. Als sich die Lesegesellschaft im Jahre 1791 wegen unterschiedlicher Ansichten zur Französischen Revolution in eine demokratische und aristokratische Fraktion teilte, gehörten die Professoren Metternich und Hofmann zu dessen Initiatoren.

In den 1780er Jahren war das politische Verständnis Metternichs insbesondere durch die eigenen soziale Herkunft, er entstammte dem kleinbäuerlichen Milieu, sowie seine gesellschaftlichen Erfahrungen zur Studentenzeit, wo er als Außenseiter den Spott der kurfürstlichen Bildungsgesellschaft erlebte. Zum einen kannte er also die Nöte des einfachen Volkes nicht nur aus der Theorie sondern aus eigenen Erleben und zum anderen wurde ihm bewusst wie schwer die Schranken einer absolutistischen Gesellschaftsstruktur zu überwinden waren.

Professor Matthias Metternich nutzte, so Berichte von Mainzer Denunzianten, ebenso wie Hofmann und Wedekind, den Hörsaal zur Verbreitung seiner revolutionären Ansichten. Er selbst geriet jedoch nicht in Schwierigkeiten mit der Mainzer Regierung.

Metternich gab seiner Begeisterung schon sehr früh Ausdruck, so trug er als erster bereits Wochen vor dem Einzug der französischen Truppen in Mainz, eine blau-weiß-rote Kokarde. Dies wiederholte er beim Einzug der Franzosen in Mainz am 21.10.1792 erneut. Als am 03.11.1792 der Freiheitsbaum aufgestellt wurde, gehörte Matthias Metternich zusammen mit Hofgerichtsrat Hartmann und Professor Wedekind zu den Anführern des Festzuges.

Metternich zeichnete sich als begeisterter Anhänger der neuen Verhältnisse in Mainz aus. Er war Mitbegründer des Mainzer Jakobinerklubs und Vizepräsident des Rheinisch-deutschen Nationalkonvents, Georg Forster. Er veröffentlichte zahlreiche Flugschriften und gab die Zeitung »Der Bürgerfreund« heraus. In den ersten Nummern dieser Zeitung kommentierte der Gelehrte die »Erklärung der Menschenrechte« aus dem Jahre 1789 und später Er veröffentlichte verschiedene Artikel, die auf die neuen Verhältnisse in Mainz eingingen und Gedichte. Er beabsichtigte auf einfache Weise den Menschen die Ziele der und Gedanken der Revolution zu vermitteln. »Der Bürgerfreund« erschien vom 26.10.1792 bis zum 16.04.1793 zweimal wöchentlich.

Nach der Einnahme von Mainz wurde Metternich nach einem gescheiterten Fluchtversuch am 23.07.1793 von preußischen Truppen gefangen genommen und in Frankfurt - wie sei auch Felix Anton Blau - durch die Bevölkerung misshandelt. Bis 1795 verblieb er in der Festung Ehrenbreitstein in Gefangenschaft und wurde dann nach Frankreich abgeschoben. In Frankreich wurde er dank der Unterstützung des Direktoriumsmitglieds Reubell französischer Beamter in der Pfalz und dem Elsass.

Am 21.01.1796 gab er zusammen mit Cotta die in Straßburg erscheinende »Rheinische Zeitung« heraus. Doch schon am 30.06.1796 stellte die Zeitung ihr Erscheinen wieder ein, weil beide Herausgeber Straßburg verließen. Sie beabsichtigten nach Süddeutschland zu gehen um sich an der Vorbereitung eines Aufstandes zu beteiligen. Damit wollte man die französischen Revolutionstruppen im Südwesten Deutschlands unterstützen. Ob Metternich in jener Zeit auch konspirativ für die Französische Republik tätig war ist nicht überliefert. Aber sein ehemaliger Mitstreiter aus Mainzer Tagen Eickemeyer war zu jenen Zeitpunkt im Hauptquartier des Generals Jean-Victor Moreau.

Im Oktober 1796 wurde Metternich durch eine österreichische Reiterstreife in die Hände und wurde sofort verhaftet und nach Mainz gebracht. Nachdem man ihn auf den Mainzer Schlossplatz zur Schau gestellt hatte, verbrachte er bis April 1797 in Festungshaft. Er wurde gemäß Art. 9 des Loebener Präliminiren vom 18.04.1797 freigelassen. Dieser Vertrag regelte die Freilassung von Gefangenen beider Seiten.

Nach seiner Freilassung betätigte sich Metternich nochmals in Bingen als Förderer der Cisrhenanischen Republik. Er verfasste Aufrufe und gab verschiedene Zeitungen heraus. Zusammen mit Joseph Görres in Koblenz, Michael Venedey in Aachen und Franz Gall in Bonn als einer der führenden und bekanntesten Unterstützer der cisrhenanischen Bewegung. So wendete er sich in einem anonymen - aber ihm schon Mitte des 19. Jahrhunderts zugeschriebenen Flugblatt »An die Bewohner des linken Rheinufers«:

Drei Jahre schon bluten wir an den traurigen Folgen eines verheerenden Krieges. In den uns die Dummheit und Raubsucht Größerer, die abentheuerliche Ruhmsucht kleinerer Fürsten und der Geiz schlechter Minister und Maitressen gestürzt haben. Gleich anfangs der französischen Revolution fürchteten die Fürsten ihre Alleinherrschaft zu verlieren. Der Adel aller Länder, der an Höfen und auf seinen Schlössern der Adel sage ich, der von eurem Schweiße schwelgte, der sich überall Steuern und Abgaben frei erklärte, fürchtete den Verlust seines Wohllebens, und der sogenannten hohen Vorrechte. Die Geistlichkeit, welche sich von euren Zehnden von euren Gütern, die sie euren Vorältern abschlichen, mästen und sich bis ans Ende der Welt zu mästen gedenkt; schrein euch zu, man woll euch euren Gott, eure Religion nehmen. Durch diesen Betrug suchten euch diese Menschen in ihrer Unterwürfigkeit zu erhalten, unter diesem Vorwande nahmen auch die Fürsten eure Söhne zu Soldaten, beraubten alle Eltern ihrer letzten Stütze, und gebrauchten sie schändlich, um euch zu unterdrücken, um euch unter ihrem Joch und unter dem Joche des Adel und der Geistlichkeit zu halten, unter diesem Vorwande nahmen sie euch euer Geld, schwelgten davon und führten damit Kriege gegen euch selbst.

Nachdem Mainz im Jahre 1797 endgültig wieder an Frankreich fiel, kehrte Professor Metternich im Januar 1798 in die Stadt zurück und trat bereits im folgenden Monat eine Stelle als Professor an die Zentralschule, der ehemaligen Universität Mainz, an. Er unterrichtete Mathematik und Experimentalphysik.

Neben seiner Lehrtätigkeit wurde Metternich auch in der Administration der Stadt tätig. Er wurde Archivar der Zentralverwaltung und im Jahre 1799 übernahm er das Amt des Polizeichefs. Ab Juni 1799 war er zusammen mit dem Franzosen d'Aigrefeuille Vorsteher des Denunziationsbüros und bis zum März 1800 gehörte er der Departémentsverwaltung des neuen Departéments du Mont-Tonnerre an.

Zusammen mit Friedrich Lehne, Abraham Lembert und Joseph Schlemmer gab er »Den Beobachter von Donnersberg« heraus. Die Zeitung erschien vom 20.05.1798 bis zum 20.12.1801 und gehörte zu den führenden Zeitungen des Departéments Donnersberg.

Bei Metternich hatten die Grundgedanken der Französischen Revolution eine hohe Akzeptanz gefunden, vermutlich auch durch den Einfluss seiner Göttinger Lehrer Lichtenberg und Kästner. Für ihn manifestierten sich diese Grundgedanken in der Erklärung der Menschenrechte von 1789 und er vertrat diese während seiner aktiven politischen Zeit zwischen 1792 und 1800 wo er nur konnte. So hatte er nicht ohne Grund seine Zeitung »Der Bürgerfreund« mit einem Artikel über diese Grundrechte eingeleitet. Und auch in den folgenden Ausgaben vom 02.11.1792 bis zum 30.01.1793 erklärte er in seiner Zeitung jeden einzelnen Artikel. Er bediente sich dabei eher der Dialogform wie fiktiven Gesprächsrunden und Figuren des einfachen Volkes. Seine Argumentation folgte dabei der bäuerlichen Denkweise, die jedoch um Elemente des Naturrechts und frühchristlicher Ethik erweitert wurde.

Metternich war jedoch auch eher liberal gesinnt, so gehörte es nicht zu seinen Forderungen - wie auch bei vielen anderen deutschen Jakobinern üblich - eine Gleichheit des Besitzes zu fordern. Für ihn war die Schaffung politischer Rahmenbedingungen wodurch die Menschen ihre politische Freiheit genießen und nach ihren natürlichen Begabungen entwickeln konnten.

Die Revolution hatte sich seit ihren Beginn im Jahre 1789 erheblich verändert. Trat man anfangs für die Interessen des einfachen Volkes ein, war seit Jahren die Pariser Regierung korrupt und vertrat nur noch die Interessen des Großbürgertums. Nachdem Napoléon letztlich die neoliberale Regierung vom 30. Prairial gestürzt hatte, sah er keine Hoffnung mehr für eine Verwirklichung seiner politischen Ideale und zog sich ins im Frühjahr 1800 aus der politischen Öffentlichkeit zurück.

Er widmete sich nun wieder seiner Lehrtätigkeit an der Zentralschule, die im Jahre 1803 zum Lyzeum erhoben wurde. Ab 1809 nahm er auch keine Lehrtätigkeit mehr wahr. Er schrieb in jener Zeit wieder Fachbücher, wie er es schon zu Beginn seiner wissenschaftlichen Tätigkeit getan hatte. Im Jahre 1816 trat Metternich, auf Vermittlung seines Freundes Georg Wedekind, in die Logo »Johannes der Evangelist zur Eintracht« ein.

Erst im Jahre 1808 heiratete Metternich Sophie Friederike Treffz (1773-1846). Gemeinsam hatte das Paar zwei Söhne und Töchter. Sein Sohn Germain Metternich (1811-1862) war auch in der Vormärzzeit politisch aktiv. Er nahm sowohl am Hambacher Fest als auch später an mehreren Kämpfen der Revolution von 1848/49 teil. Taufpate seines zweiten Sohnes Ludwig war Großherzog Ludwig I. von Hessen-Darmstadt, der ein Logenbruder.

Matthias Metternich hielt bis zu seinem Lebensende regen Kontakt zu ehemaligen Jakobinern, insbesondere zu Georg Wedekind.

Matthias Metternich starb am 28.10.1825 in Mainz. Seine letzte Ruhe fand er auf dem Mainzer Hauptfriedhof, wo das Familiengrabmal noch heute existiert.