Titulaire d'un master en musicologie et analyse, de l'agrégation de musique et du diplôme d'état de direction d'ensembles instrumentaux, Mathias devient très tôt un acteur engagé de l'univers de la pédagogie musicale.
Parallèlement à ses activités d'enseignant, Mathias s'oriente avec succès vers la direction d'orchestre. En 2006, il entre au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris (CNSMDP) où il étudie la direction d'orchestre. En mai 2008, il est le premier chef d'orchestre français sélectionné pour participer à l'European Conductor Championship à Stavanger en Norvège.
Musicien éclectique et passionné, Mathias est, en 2005, un des membres fondateurs de l'association Brassage Musique, composée aujourd'hui d'un orchestre d'harmonie, d'un Brass Band, d'une batterie fanfare et d'un orchestre spécialisé dans la musique de films. Entre 2005 et 2007 il dirige une troupe d'opérette, Les Palétuviens, avec laquelle il produit, entre autres, Chanson Gitane de Maurice Yvain.
En novembre 2006, Mathias participe à la création de l'orchestre symphonique Musiques en Seine. Il est actuellement directeur musical du Star Pop Orchestra, un orchestre spécialisé dans la musique symphonique populaire (musiques de films, comédies musicales, arrangements pop-rock) avec lequel il enregistre de très nombreuses bandes originales pour la télévision et le cinéma.
Depuis 2011, Mathias est le directeur artistique de l'Orchestre d'Harmonie Français, formation d'excellence réunissant des musiciens professionnels passionnés, désireux de renouer avec la grande tradition française des orchestres d'harmonie.
En septembre 2012, Mathias Charton devient le directeur musical de la Maîtrise de Seine-Maritime.