Matthew Meselson est né à Denver, dans le Colorado. Il avait toujours voulu être chimiste et avait un énorme atelier de laboratoire installé dans le sous-sol et le garage de sa famille. Meselson a étudié la chimie à l’université de Chicago, puis a fait ses études supérieures à l’Institut de technologie de Californie avec Linus Pauling. Le projet de thèse de Meselson consistait à utiliser la cristallographie aux rayons X pour déterminer la structure d’une protéine spécifique.

En 1954, Meselson se rend à Woods Hole pour être assistant d’enseignement. Là, Meselson a rencontré Franklin Stahl †» un post-doctorant qui suivait des cours pour apprendre certaines techniques de biologie moléculaire.

Meselson et Stahl ont passé un été profitable au cours duquel ils ont discuté de la théorie et des expériences possibles. Ils étaient particulièrement intéressés à essayer de concevoir un moyen de prouver ou d’infirmer le modèle de réplication semi-conservative de Watson et Crick. Meselson et Stahl se sont trouvés tellement en phase avec leurs idées respectives qu’ils ont accepté de travailler ensemble à la conception de l’expérience appropriée. Stahl obtient un poste post-doctoral à Caltech et, en 1957, les deux hommes apportent la preuve expérimentale de la réplication semi-conservatrice de l’ADN. Ils y parviennent en inventant une nouvelle technique appelée centrifugation en gradient de densité, qui utilise la force centrifuge pour séparer les molécules en fonction de leur densité. Leur article « classique » a été publié en 1958 et leur expérience a été qualifiée de « l’une des plus belles expériences de la biologie. »

En 1957, tout en faisant les expériences avec Stahl, Meselson a rassemblé suffisamment de données pour terminer son doctorat avec Pauling. Il est ensuite resté à Caltech, d’abord comme chargé de recherche, puis comme professeur adjoint de chimie. Meselson travaille sur la recombinaison des phages et montre que la recombinaison résulte de l’épissage des molécules d’ADN. En 1960, François Jacob et Sydney Brenner viennent dans son laboratoire à Caltech où ils obtiennent les données nécessaires pour prouver l’existence de l’ARNm.

À l’automne 1960, Meselson accepte le poste de professeur associé de biologie moléculaire à l’université Harvard, où il est actuellement professeur de sciences naturelles Thomas Dudley Cabot. Il a découvert la base enzymatique de la protection de l’ADN de l’hôte, où la cellule reconnaît son propre ADN en y ajoutant des groupes méthyles. L’ADN étranger est attaqué et détruit par les enzymes de restriction, mais l’ADN hôte, méthylé, reste intact. M. Meselson a également découvert le processus de réparation des mésappariements de l’ADN, qui permet aux cellules de réparer les erreurs dans l’ADN. Actuellement, l’intérêt de Meselson pour la recherche est lié à l’évolution des sexes, et il utilise le petit invertébré Rotifera comme système modèle.

Depuis 1963, Meselson s’inquiète de l’utilisation des armes chimiques et biologiques dans la guerre. Il a agi en tant que consultant pour un certain nombre d’agences gouvernementales et a participé à des études scientifiques qui ont étudié les effets de l’utilisation accidentelle et abusive des armes biologiques. M. Meselson est le codirecteur du programme Harvard Sussex sur l’armement et la limitation des armes chimiques et biologiques (CBW). Il s’agit d’un programme qui tente de fixer des limites à l’utilisation des armes chimiques et biologiques. M. Meselson est également le corédacteur du Bulletin des conventions CBW.