Leta 2001 se je zaposlil na ZRC SAZU Geografskem inštitutu Antona Melika. Med letoma 2007 in 2018 je opravljal funkcijo pomočnika predstojnika, med letoma 2008 in 2022 je bil vodja inštitutskega Oddelka za fizično geografijo, od leta 2018 pa opravlja funkcijo predstojnika inštituta. Leta 2018 je bil na Znanstvenoraziskovalnem centru Slovenske akademije znanosti in umetnosti izvoljen v naziv znanstveni svetnik. Na Univerzi na Primorskem je vsako drugo leto dopolnilno zaposlen od leta 2015. Na Fakulteti za humanistične študije je nosilec predmetov Geografija naravnih nesreč ter Naravne nesreče in trajnostni razvoj ter sonosilec predmeta Okoljske spremembe in naravne nesreče. Pedagoško deluje še na Podiplomski šoli ZRC, kjer je tudi nosilec več predmetov.
Raziskovalno se pretežno ukvarja z geografijo naravnih nesreč in fizično geografijo, predvsem geomorfologijo, deluje pa tudi na področjih zgodovinske geografije, okoljske zgodovine, degradacije zemljišč in geografskih informacijskih sistemov. Sodeloval je v številnih nacionalnih in mednarodnih projektih, med katerimi jih je več tudi vodil. Trenutno vodi ARIS temeljeni raziskovalni projekt z naslovom »Podledeniški karbonatni sedimenti – nov vir za preučevanje obstoja ledenikov v glaciokraškem okolju«.
Je glavni urednik znanstvene revije Geografski vestnik, vključene v Scopus, ter področni urednik za fizično geografijo pri znanstveni reviji Acta geographica Slovenica, ki je vključena v Science Citation Index Expanded in Scopus. Je tudi sourednik znanstvenih monografskih zbirk Geografski informacijski sistemi v Sloveniji in Naravne nesreče. Souredil je tudi dve monografiji pri mednarodni založbi Springer The Geography of Slovenia: Small But Diverse in Environmental Histories of the Dinaric Karst. Poleg tega je član uredniških odborov več tujih znanstvenih revij. V okviru mednarodne dejavnosti trenutno predseduje usmerjevalnemu odboru Komisije za degradacijo zemljišč in dezertifikacijo pri Mednarodni geografski zvezi.
Dr. Matija Zorn je kot edini avtor ali v soavtorstvu objavil 107 izvirnih znanstvenih člankov, 40 preglednih znanstvenih člankov, 31 znanstvenih prispevkov na konferencah, 102 znanstveni poglavji v monografskih publikacijah in 9 znanstvenih monografij. Njegova celotna bibliografija obsega prek 1300 enot in je trenutno največkrat citirani slovenski geograf.