Fils de Jean Matheron (1902-1985, X 1921), neveu de Georges Antoine Matheron (1902-1992, X 1921, ingénieur civil des mines de la promotion 1923 de Saint-Etienne, qui fut ingénieur du fond aux Mines de Roche-la-Moliere, puis directeur délégué au groupe de Douai des HBNPC, PDG de Intrafor-Cofor, président de la société amicale des anciens élèves, commandeur de la L.H.) et beau-frère de Bernard René Marie Christian Pierre (né en 1939 ; X 1958).
Georges est le petit-fils de Joannès-Claudius Matheron, ingénieur civil des mines de la promotion 1885 de l'Ecole des mines de Saint-Etienne, qui travailla notamment aux houillères de Dombrowa (Pologne).
Georges a eu 6 enfants.
Ancien élève de l'Ecole polytechnique (promotion 1949, sorti classé 10eme), et de l'Ecole des mines de Paris (élève du 6/10/1952 au 1/9/1954, sorti classé 9eme). Corps des mines.
Georges Matheron a créé le centre de recherches en géostatistique de l'Ecole des Mines de Paris (1968). Il est considéré plus généralement comme le créateur de la géostatistique et de la morphologie mathématique. Sa motivation initiale était de résoudre des problèmes d'estimation liés à des ressources du sous-sol. Il a défini une classe d'estimateurs linéaires dénommés par lui krigeage (en l'honneur de l'ingénieur des mines D.G. Krige). Ces modèles ont par la suite été appliqués au filtrage du bruit dans les images.