Estudió música en Rávena y después con Giovanni Battista Legrenzi en Venecia. Se unió a la rama Camaldoli de la Orden Benedictina, entrando en su monasterio en Vangadizza, cerca de Rovigo, en 1669, donde desempeñó el cargo de procurador en los años 1672-74. Estuvo en Venecia en 1672 y 1673, y en Roma durante el período 1675-79 en busca de noticias sobre Ugo di Toscana, probable fundador del monasterio; después de una parada en Loreto y en Spoleto, se instaló en la abadía de San Michele in Borgo en Pisa.

Desde el 15 de mayo de 1681 hasta su muerte fue maestro di cappella de la catedral de Pisa, con el cargo de enseñar canto en la escuela de los clérigos. Entre sus alumnos en este magisterio tuvo a Giovanni Carlo Maria Clari.

Hizo viajes a Roma, en algún momento entre el 15 de enero de 1690 y el 24 de junio de 1691, Capannoli (octubre 1696), y varias otras ciudades de la Toscana (agosto-septiembre de 1699, y excursiones de un día para organizar actuaciones). Mientras estaba en Pisa escribió "Curiosità Musicali", probablemente el primer intento de una historia de la música en italiano, y que más tarde interesaría al Padre Giovanni Battista Martini. El erudito manuscrito revela su conocimiento exhaustivo de la teoría y la práctica medieval, al igual que su correspondencia con Giovanni Andrea Bontempi. En Roma pudo, como él mismo relata, consultar las obras teóricas de los antiguos maestros bajo custodia de las bibliotecas de la ciudad. En los años 1695 a 1696 se habían intercambiado cartas con Giovanni Andrea Angelini Bontempi, en relación con, entre otras cosas, al problema de división de la octava, que Bontempi estaba enfrentando para la publicación de su "Historia música". En el mismo período se destaca la correspondencia con el camaldolés Guido Grandi, uno de los más grandes matemáticos de principios del siglo XVIII.

Frontispicio de "Sacri concerti di Salmi..." de Teofilo Macchetti - 1697

Desde 1694 a 1713 Macchetti llevó un diario musical (tres fascículos erróneamente catalogados simplemente como "Conti di musiche"), una relación de enorme valor acerca de sus muchos deberes en la catedral, y de su dirección de música en otras 15 iglesias de Pisa. Además, dado que para muchas ocasiones enumeró las obras realizadas y los cantantes e instrumentistas que participaron, así como sus honorarios, su diario ofrece una rara visión de las actividades musicales de Pisa; también es una excelente fuente de la práctica de interpretación de la música sacra en general.

En 1699 Macchetti fue a Volterra y a Siena. En 1711 comenzó la redacción de un tratado titulado "Curiosità musicali", que debería servir como punto de referencia para la investigación histórica posterior llevada a cabo por el padre Giovanni Battista Martini. El tratado contiene no sólo información de tipo histórico y académico, sino también relatos autobiográficos de experiencias relacionadas con el campo de la música. Entre ellas se recuerda el experimento realizado en una forja para demostrar la inconsistencia científica de la leyenda segun la cual Pitágoras habría teorizado el principio de la consonancia musical escuchando los sonidos producidos por los martillos en el yunque. El problema del tiempo y la medida en la música es de hecho uno de los más debatidos en la redacción de Macchetti, que siempre se demuestra atento a las cuestiones de práctica de ejecución.

Macchetti dirigía la capilla musical no sólo en la primada de Pisa, sino también en muchas otras iglesias de la ciudad en especiales festividades del año. A menudo en el "Conti di musiche" -verdadero diario musical autobiográfico- se refiere a la utilización de voces e instrumentos (cornos, oboes, trompetas, trombones, violines, violas, violonchelos, contrabajos, tiorbas, clavicordios, órganos), dobles y triples coros, sinfonías instrumentales. Macchetti dirigía esencialmente sus propias obras, pero ocasionalmente también obras de otros autores como F. Alessi, Clari, A. B. Della Ciaia, P. Franceschini, Legrenzi, A. Melani. Por el "Conti di musiche" se sabe que Macchetti compuso un gran número de misas, secciones de misas, salmos, Magnificat, motetes, himnos y secuencias. Macchetti murió en Pisa, en el monasterio de San Michele in Borgo.

En 1711 Macchetti hizo los arreglos para que su música se vendiera a la Opera del Duomo después de su muerte, una transacción que se llevó a cabo el 12 de diciembre de 1715. Sin embargo, aunque el diario indica que sus obras eran numerosas, y fueron juzgadas por un contemporáneo de haber sido compuestas 'con molta armonia', sus únicas obras existentes son las publicadas en "Sacri concerti di salmi", y un manuscrito de Responsos para servicios funerarios.