Matti Saarnisto on sündinud 11. novembril 1942. aastal Soomes Pietarsaaris. 1970. aastal kaitses ta Helsingi ülikooli juures doktorikraadi (PhD) geoloogia ja paleontoloogia alal. Seejärel töötas aastatel 1971–1973 järeldoktorantuuri raames külalisteadurina Kanadas Brocki ülikoolis ja 1973–1974 Inglismaal Cambridge’i ülikoolis.
Matti Saarnisto õppejõutegevus sai alguse 1975. aastal, mil ta alustas kvaternaarigeoloogia kaasprofessorina Oulu ülikoolis. Loengute pidamist jätkas ta Helsingi ülikoolis, kus oli aastatel 1979–1991 füüsilise geograafia dotsent ning 1991–1992 geoloogia ja paleontoloogia professor. Alates 1988. aastast kuni pensionile siirdumiseni 2006. aastal oli ta seotud Soome geoloogiauuringute keskusega: 1988–1990 vanemteaduri, 1991 uurija-professori, 1992–1996 kvaternaarigeoloogia osakonna juhataja (professori) ning 1996–2006 teadusdirektori (professori) ametikohal.
Matti Saarnisto on osalenud arvukatel ekspeditsioonidel Arktikas (Kanadas), Fennoscandia põhjaosas (sh Koola poolsaarel), Siberis (Wrangeli saarel) ja mujal. Ta on avaldanud üle 200 teaduspublikatsiooni ning kirjutanud ka laiemale lugejaskonnale mõeldud artikleid. Peamised uurimissuunad on seotud kvaternaari ajastu elukeskkonnaga – glatsiaalgeoloogia, stratigraafia, paleohüdroloogia, glatsioisostaasia, biostratigraafia, kronoloogia, kihilised setted. Oma uurimustes on ta põhjalikumalt käsitlenud Läänemere geoloogia ehitust, Saima järvistut ja Põhjamaade jääaega ning holotseeni paleogeograafia olusid. Tema juhendamisel on kaitstud 15 doktoriväitekirja.
Matti Saarnisto on Soome teaduste akadeemia liige 1995. aastast ning oli aastatel 2000–2009 akadeemia peasekretär. Ta on olnud kauaaegne Soome geoloogiaseltsi esimees ja Soome polaaruuringute rahvusliku komitee liige ning on osalenud paljude erialaste rahvusvaheliste juhtkomiteede, komisjonide, töörühmade ja teadusajakirjade toimetuskolleegiumite töös.
1983. aastal osales Matti Saarnisto Eesti ja Soome teaduste akadeemiate ühisprojektis “Läänemere areng ja liustike mõju kvaternaarisetete kujunemisele”. Sellest sai alguse järjepidev koostöö Eesti kolleegidega. 1990. aastal alanud uues ühisprogrammis “Läänemere idaosa geoloogiline areng” oli ta Soome poolne koordinaator. Muuhulgas on ta uurinud ka Eesti järvesetteid. Ta on Eesti geoloogia seltsi välisliige 1989. aastast.
Eesti teaduste akadeemia valis 2008. aastal Matti Saarnisto oma välisliikmeks.