Matthias Kleiner begann seine Laufbahn als Professor an der Brandenburgischen TU Cottbus, wo er von 1994 bis 1998, zeitweise auch als Prorektor für Planung und Finanzen, tätig war. Danach ging er nach Dortmund, wo er von 2000 bis 2002 Dekan der Fakultät Maschinenbau und von 2004 bis 2006 Geschäftsführender Institutsleiter des neuen Instituts für Umformtechnik und Leichtbau war. Kleiner war während seiner wissenschaftlichen Laufbahn an vielen nationalen und internationalen Forschungsverbünden und Schwerpunktprogrammen, unter anderem bei DFG-Sonderforschungsbereichen, beteiligt. So war er beispielsweise Co-Sprecher der Forschungsinitiative „Kultur-Technik“ der Universität Dortmund, die Literaturwissenschaften, Kunst, Musik, Philosophie, Soziologie, Architektur, Natur- und Ingenieurwissenschaften verbindet. Seit 1999 gehörte Kleiner zudem unterschiedlichen Gremien der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) an und wurde 2005 zum Vizepräsidenten und 2007 zum Präsidenten gewählt. 2009 wurde er für eine zweite Amtszeit wiedergewählt. Matthias Kleiner ist zusätzlich auch Mitglied mehrerer Akademien, er war Mitglied des geschäftsführenden Vorstands der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech) und Vizepräsident der European Science Foundation. Außerdem ist er Mitbegründer des „Global Research Council“ und von „Science Europe“. Der gebürtige Recklinghäuser hat darüber hinaus auch schon mehrere Preise und Ehrungen erhalten. 1990 wurde Kleiner mit dem Forschungspreis des Landes Nordrhein-Westfalen ausgezeichnet, 1997 wurde ihm der Gottfried Wilhelm Leibniz Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft verliehen und 2010 wurde er sogar mit dem Bundesverdienstkreuz geehrt.