T.-M. var kontorist i Bergen i seks år før arkitektutdannelsen i Hannover og Zürich. Vinteren 1860/61 var han lærer ved Bergens Tegneskole, og deretter 1861-64 assistent hos Stadskonduktøren i Christiania Fra 1864 hadde han egen arkitektpraksis samme sted I perioden 1863-66 var T.- M. lærer i bygningsklassen og i håndverksklassen ved Den kgl. Tegneskole. Fra 1861 hadde han dessuten tallrike oppdrag med oppmålinger av gamle bygninger for Forening til norske Fortidsminnesmerkers Bevaring.
T.-M. fikk en grundig utdannelse med to av Europas mest kjente arkitekturteoretikere som lærere, og han ble en av Norges fremste arkitekter i 2. halvdel av 1800-tallet. Hans bygninger er for det meste preget av Hannoverskolen som kjennetegnes av dekomponering av bygningskroppen, karakterisering av de enkelte bygningsdelene og forkjærlighet for middelalderinspirerte detaljer. Som Kirkedepartementets konsulent gjennom mange år fikk han i oppdrag å tegne mange skoler, kirker og andre offentlige bygninger. Skolene er for det meste oppført i pusset tegl, og er karakteristiske med fasader oppdelt av lisener med forsenkede veggfelt mellom. Profilering og detaljer er gjerne inspirert av middelalderarkitektur. Flere av T.-M.s kirker er blant de viktigste i norsk arkitektur på slutten av 1800-tallet. De preges av god proporsjonering og rikdom i detaljene. De store teglkirkene, som Kristiansand domkirke (1880-85), er inspirert av gotisk arkitektur, spesielt tysk, mens trekirkene, som Grimstad (1877-81) og Lillesand (1889), er blant tidens beste eksempler på kombinasjon av sveitserstil og nygotikk. Kirkelandet, Kristiansund (1875-78, brent 1940) var bygd i tre, og hadde en spesielt interessant komposisjon av bygningsdeler med sine karakteristiske trappehus på sidene av koret.
I trehusproduksjonen var T.-M. en foregangsmann, og den første norske arkitekt som sendte prefabrikerte trehus til England og Frankrike. Bispegården i Oslo er oppført 1881-84 på restene av det middelalderske Olavsklosteret i Gamlebyen. Huset er bygd i pusset tegl i U-form, har et karakteristisk gotikk-inspirert tårn over inngangen og ellers detaljer i samme stil. Bygningen er et interessant eksempel på historismens syn på supplering av et middelaldersk anlegg, men har samtidig klare likhetstrekk med tidens tyskpåvirkede, romantiske arkitektur, inspirert av middelalderske borger. Blant hans senere arbeider er Metodistkirke og leiegård, St. Olavs gt. 23, Oslo (1898), et interessant anlegg. På en stor, spiss hjørnetomt i et ordinært, tettbygd kvartal gir fasadene tydelig uttrykk for funksjonene til de enkelte delene av anlegget, dominert av en spiss tårnhjelm på hjørnet. Fasadene er i upusset, delvis glassert tegl i gult og brunt.
T.-M.s største arbeid er leiegårdsanlegget Victoria Terrasse med Ruseløkkbasarene, Oslo (planlagt fra 1874, oppført 1881-90). Ruseløkkbasarene var nedre del av et terrassert anlegg, oppført i delvis én, delvis to etasjer med gate over. Fasadene var i upusset tegl med store buer foran åpne korridorer med inngang til salgsboder. Over basarene ble det enorme leiegårdsanlegget Victoria Terrasse oppført, i pusset tegl med leiligheter i fire til fem etasjers leiegårder fordelt på tre kvartaler. Total boligflate var ca. 25t000 m2. For å skape linjer i og samle den 180 m lange frontfasaden er det lagt på et overordnet fasadesystem med kolossalpilastre spent mellom kraftige gesimser. Fasadene krones av et velkomponert system av store kupler og tårnhjelmer. Den store midtkuppelen på midtkvartalet flankeres av tårnhjelmer. På sidehjørnerisalitter nærmest midtkvartalet gjentas kuppelmotivet. Hovedfasaden avsluttes i nord med en rikt detaljert tårnhjelm kronet av en østen-inspirert pagode; i sørenden er en egen, rikt detaljert og symmetrisk komposisjon kronet av en kuppel flankert av høye, tynne tårnhjelmer. Anlegget er blant hovedverkene i norsk monumentalarkitektur, og utvilsomt det mest storslagne og påkostede boliganlegg. I dag huser komplekset departementskontorer.
T.-M. har skrevet et stort antall artikler i aviser og tidsskrifter om arkitektur, fortidsminnevern og en rekke andre emner. Han var blant de ledende i organiseringen av arkitektene på 1800-tallet. Hans mangeårige arbeid med oppmåling av gamle bygninger gav ham grundige kunnskaper om vår bygningsarv. Som direksjonsmedlem i Forening til norske Fortidsminnesmerkers Bevaring gjennom mange år og medlem av de viktige restaureringskommisjonene var han også blant de ledende personene i norsk fortidsminnevern på 1800-tallet.