Matthias Tschöp erforscht die molekularen Grundlagen von Stoffwechselkrankheiten und entwickelte verschiedene Wirkstoffkandidaten zur Behandlung von Diabetes und Fettleibigkeit, die bereits klinisch erprobt werden. Er erkannte, dass das Peptid Ghrelin als „Hungerhormon“ fungiert, indem es bestimmte Bereiche des Gehirns über die Verfügbarkeit von Nährstoffen informiert. Basierend auf diesen Erkenntnissen untersuchte Tschöp eine Reihe weiterer Mechanismen, die an der Kommunikation zwischen Bauch und Gehirn, an der Regulierung von Nahrungsaufnahme, am Energie- und Glukose-Metabolismus sowie an der Kontrolle von Körpergewicht und -fettmasse beteiligt sind. Dadurch gelang es ihm, neuartige Hormonchimären zu entwickeln, die unter anderem gezielt auf neuronale Netzwerke im Hypothalamus wirken. Mit diesen sogenannten Polyagonisten lassen sich Adipositas, Hypercholesterinämie und Insulinintoleranz im präklinischen Modell komplett beseitigen. Zahlreiche klinische Studien versprechen grundlegende Fortschritte bei der Behandlung von Diabetes und Fettleibigkeit.
Nach seinem Studium der Humanmedizin an der Ludwig-Maximilians-Universität München wurde Matthias Tschöp ebendort 1998 promoviert. Nach Forschungsaufenthalten in den USA und Deutschland arbeitete er ab 2003 als Associate Professor und ab 2009 als Professor und Forschungsdirektor des Cincinnati Diabetes & Obesity Centre an der University of Cincinnati/USA. 2012 wurde er als erster Mediziner mit einer Alexander von Humboldt-Professur ausgezeichnet, mit der er an die Technische Universität München berufen wurde. Tschöp ist Gründungsdirektor für Biomedizin am Helmholtz Pionier Campus in München und Adjunct Professor an der Yale University/USA. 2016 sprach ihm der Europäische Forschungsrat einen Advanced Grant zu. Seit 2018 ist Matthias Tschöp wissenschaftlicher Geschäftsführer und Sprecher der Geschäftsführung am Helmholtz Zentrum München. Seit 2023 ist er außerdem Vizepräsident der Helmholtz-Gemeinschaft.
Seine Leistungen wurden mit zahlreichen Ehrungen gewürdigt, unter anderem mit dem Erwin Schrödinger-Preis (2014), der Carus-Medaille der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina (2017), der Paul-Langerhans-Medaille der Deutschen Diabetes-Gesellschaft (2019), der Banting Medaille der American Diabetes Association (2023) sowie dem Ernst Schering Preis (2023). Seit 2020 ist er Mitglied der European Molecular Biology Organization (EMBO).
Mit dem Heinrich-Wieland-Preis zeichnet die Boehringer Ingelheim Stiftung weltweit herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler für ihre Forschung in Chemie, Biochemie und Physiologie biologisch aktiver Moleküle und Systeme sowie deren klinische Bedeutung aus. Der nach dem Chemiker und Leopoldina-Mitglied Heinrich Otto Wieland benannte Preis ist mit 100.000 Euro dotiert und wird seit 1964 jährlich vergeben.