Matthias Heyman doet onderzoek naar jazz in al zijn vormen en benaderingswijzen. Hij heeft recent als eerste in België een doctoraat afgerond in de discipline jazz, een multidisciplinaire studie van contrabassist Jimmie Blanton (1918—1942), en is nu actief als postdoctoraal onderzoeker met een project omtrent de artistieke en educatieve impact van jazzwedstrijden, met de Belgische wedstrijd Jazz Hoeilaart/B-Jazz als case study. Daarnaast specialiseert hij zich in de historische uitvoeringspraktijk binnen jazz en de geschiedenis van jazz in België. In 2011 was hij de hoofdonderzoeker in een project over het nationaal jazzerfgoed, wat resulteerde in een actieplan dat momenteel geïmplementeerd wordt. Naast zijn onderzoeksactiviteiten doceert hij alle jazzhistorische vakken aan de LUCA School of Arts (Leuven) en de Jazzstudio (Antwerpen). Daarnaast heeft hij reeds meerdere gastcolleges verzorgd, onder andere aan Universiteit van Amsterdam, de AP Hogeschool en aan de Universiteit Gent.
Als uitvoerder heeft hij samengewerkt met het Brussels Jazz Orchestra, Jef Neve, Bert Joris en Toots Thielemans, en speelde hij in orkesten onder leiding van Jaap van Zweden, Reinbert de Leeuw en Philippe Herreweghe. Matthias Heyman was reeds te gast op tal van internationale congressen (Nederland, Portugal, Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten) en heeft verschillende populistische (Jazzmozaïek, Adem) en academische (Journal for Jazz Studies, Jazz Research Journal, Jazz Perspectives) artikels op zijn naam.