Mettenius war das Kind einer wohlhabenden Frankfurter Kaufmannsfamilie und erhielt eine gute Erziehung. 1841 begann er das Studium
der Medizin an der Universität Heidelberg und promovierte dort 1845. Anschließend kehrte er nach Frankfurt zurück und nahm dort nach dem Staatsexamen die Tätigkeit als praktischer Arzt auf. Beeinflusst von Georg Fresenius begann er mit botanischen Studien und unternahm 1846 eine botanische Studienreise über Helgoland, Berlin und Wien an die Adria.
Hermann Karsten ehrte ihn 1859 durch die Benennung der Gattung der Metteniusa, der einzigen Gattung der Familie der Metteniusaceae. Auch die Pflanzengattung MetteniaGriseb. aus der Familie der Wolfsmilchgewächse (Euphorbiaceae) ist nach Mettenius benannt.[3]
Über den Bau von Angiopetris, Aus den Abhandlungen der mathematisch-physischen Classe der Königlich Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaftern, Bd. VI. Leipzig, Hirzel, 1863