Paul Mathijssen werkt als landschapsecoloog aan natuurherstel door onderzoek te doen aan aantasting en mogelijke herstelmaatregelen van ecologisch robuuste landschappen. Hierbij is hij met name geïnteresseerd in zelf-herstellende en stabiliserende processen van ecosystemen en onder welke voorwaarden deze zich kunnen handhaven, of zelfs floreren, onder veranderlijke invloeden van buiten, zoals vervuiling, aantasting of klimaatverandering.
Paul is gepromoveerd op paleo-ecologisch onderzoek naar de ontwikkeling van veengebieden tijdens klimaatverandering en hun lange-termijn broeikasgasbalans. Hij heeft zich daarnaast verdiept in de interacties tussen biodiversiteit en ecosysteemdiensten, zoals waterberging, vertraagde afvoer bij droogte, koolstofvastlegging of verminderde uitstoot.