Menentukan waktu panen matoa yang tepat sangat krusial karena matoa termasuk buah non-klimakterik yang tidak akan mematang sempurna jika dipetik terlalu dini. Ciri fisik matoa siap panen adalah perubahan warna kulit dari hijau muda menjadi merah keunguan atau kuning kemerahan setelah 90 hingga 120 hari sejak bunga mekar. Tekstur kulit buah akan sedikit melunak saat ditekan perlahan, dan aroma khas perpaduan durian, lengkeng, serta rambutan mulai tercium jelas dari jarak dekat.
Teknik pemanenan matoa wajib menggunakan alat bantu seperti gunting pangkas atau pisau tajam dengan memotong tangkai tandan buah secara utuh, bukan dipetik satu per satu atau digoyangkan dari pohon. Pohon matoa yang dapat mencapai tinggi 10 hingga 20 meter memerlukan tangga yang kokoh atau galah berkantong jaring agar buah tidak jatuh dan memar terbentur tanah. Pemanenan ideal dilakukan pada pagi hari antara pukul 07.00 hingga 10.00 WIB untuk menekan tingkat respirasi buah dan menjaga kesegaran pascapanen.
Pascapanen, buah matoa segar perlu disortir berdasarkan ukuran dan keutuhan kulit, lalu disimpan pada suhu ruang yang sejuk antara 20 hingga 25 derajat Celsius dengan sirkulasi udara yang baik. Buah matoa segar dapat bertahan selama 3 hingga 5 hari pada suhu ruang, dan daya simpannya dapat diperpanjang hingga 10 hingga 14 hari jika disimpan di dalam lemari pendingin pada suhu 8 hingga 10 derajat Celsius. Hindari menumpuk buah lebih dari 3 lapis dalam satu keranjang panen agar lapisan buah paling bawah tidak memar atau pecah.