Thomas Mathiesen har i en årrekke vært blant de relativt få internasjonalt kjente norske samfunnsforskere, særlig kjent for sin forskning om fengsler og fengselsstraff. Han er blitt sett på som en av de fremste representanter for den abolisjonistiske retningen (som går inn for å avskaffe straff som virkemiddel) innen kriminologien og kriminalpolitikken. Fra 1980-årene av har han også med økt tyngde engasjert seg i medieforskning og forskning om moderne informasjonsteknologi og overvåkingssystemer.
Mathiesen vokste opp i Bærum, tok examen artium 1952 og var i sine unge år i tvil om han skulle satse på en akademisk karriere eller om han skulle bli pianist. Det endte med at han 1953 drog til USA for å studere, og han ble B.A. i sosiologi ved University of Wisconsin 1955. 1958 tok han magistergraden i sosiologi ved Universitetet i Oslo. Han var et sentralt medlem i det som er blitt karakterisert som “gullaldergenerasjonen” i norsk sosiologi og var i sine tidlige år sterkt påvirket av amerikansk sosiologi. I Norge ble han sterkt knyttet til Vilhelm Aubert, som var sentral i oppbyggingen av faget rettssosiologi i Norge.
I årene 1959–64 var Mathiesen vitenskapelig assistent og forskningsstipendiat ved Institutt for Samfunnsforskning, og 1965–69 var han universitetsstipendiat samme sted. 1965 ble han dr.philos. på avhandlingen The Defences of the Weak – A Sociological Study of a Norwegian Correctional Institution. Arbeidet bygde på langvarig deltakende observasjon på Ila sikringsanstalt og skulle bli et solid utgangspunkt for hans langvarige kriminologiske og kriminalpolitiske engasjement. Han var forskningsleder ved Institutt for Samfunnsforskning 1969–72, og professor i rettssosiologi ved Det juridiske fakultet ved Universitetet i Oslo 1972–2003.
Mathiesen har vært gjesteforsker og gjesteprofessor ved en rekke universiteter i flere land, bl.a. ved University of California, Santa Barbara 1967, University of California, Berkeley 1975, Universitetet i Tromsø 1980 og universitetene i Warszawa og Bremen 1988. Han er også en meget populær foredragsholder og gjesteforeleser i inn- og utland.
Thomas Mathiesen er ikke minst kjent for sitt store samfunnsengasjement og sin evne til å kombinere akademisk virksomhet på høyt nivå med et omfattende politisk engasjement. Han var en av stifterne av KROM – Norsk forening for kriminalreform 1968, var foreningens leder i de første årene og har vært en drivende kraft også i alle år senere. Foreningen har levert en rekke viktige bidrag til omformingen av norsk kriminalpolitikk og det norske straffe- og fengselsvesenet, og i de fleste tilfellene har Mathiesen vært sentral i utformingen av disse bidragene.
I de senere år har Mathiesen særlig vært opptatt av å rette et kritisk søkelys mot moderne overvåkingssystemer (bl.a. innenfor det såkalte Schengen-samarbeidet) og hvordan disse søkes brukt i kampen mot terrorisme og organisert kriminalitet. Mye av hans engasjement kan sies å ha vært rettet mot samfunnets stadig tilbakevendende “moralske panikker”, og han har i mange tilfeller bidratt til at gemyttene har fått kjøle seg ned før reformer er blitt igangsatt.
Parallelt med Mathiesens økende politiske engasjement skjedde det en faglig utvikling. Fra en nærmest positivistisk posisjon med bakgrunn i amerikansk sosiologi, men i norsk tapning i form av det som er blitt karakterisert som kritisk empirisme, gjennomgikk han en utvikling mot en fenomenologisk posisjon (bl.a. Det uferdige) og frem mot en materialistisk posisjon (bl.a. Rett og samfunn og Ideologi og motstand). Flere av hans senere arbeider demonstrerer kombinasjoner av ulike teoretiske posisjoner, bl.a. Kan fengsel forsvares?, Retten i samfunnet og Makt og medier. Hans bøker og artikler er utgitt på en rekke språk.
Hele Mathiesens virke som forsker og politisk aktivist har vært preget av et uttalt motmakt- og “nedenfra”-perspektiv. I forskningen og i sitt virke for øvrig har han identifisert seg med de svake, med ofrene og med de utstøtte. Tidlig gjorde han Max Webers ord til sine: “Politikk er en langsom boring i harde planker, med lidenskap og øyemål på samme tid.”