馬提亞斯·延森曾代表丹麥U21國家隊參賽並參加了2017年欧洲U-21足球锦标赛、2019年歐洲U-21足球錦標賽。

2020年10月7日，馬提亞斯在對陣法羅群島的友誼賽中首發，完成了自己的丹麥國家足球隊首秀，該場比賽以4-0獲勝。[3]

2021年3月28日，馬提亞斯·延森在2022年世界盃外圍賽對陣摩爾多瓦的比賽踢進了自己的第一個國際進球，幫助丹麥隊以8-0獲得勝利。[4]

馬提亞斯·延森入选了2020年欧洲國家盃丹麦队的大軍名單，在丹麦队进入半决赛的6场比赛中，他每场都以替补身份上場。