Mathis spielte im April 2014 erstmals für eine österreichische Jugendnationalauswahl. Im August 2015 debütierte er gegen Russland für die U-17-Mannschaft. Mit dieser nahm er 2016 auch an der EM teil, bei der man im Viertelfinale an Portugal scheiterte. Mathis kam während des Turniers in zwei der vier Spiele Österreichs zum Einsatz.