O adjectivo (e também substantivo) mato-grossense só se poderia grafar de duas maneiras:

- Com hífen, segundo o Acordo Ortográfico de 1945 (ainda vigente em Portugal) e as regras definidas pela Academia Brasileira de Letras (para o Brasil). Assim se escrevem, por exemplo, cabo-verdiano (Cabo Verde), vila-condense (Vila do Conde), vila-franquense (Vila Franca de Xira).

- Ou sem hífen, mas formando uma palavra só: "matogrossense", "caboverdiano", etc.

Na grafia com hífen, dá-se ênfase aos dois elementos para permitir uma melhor identificação entre o gentílico e o topónimo a que se refere – sem que tais elementos deixem de constituir uma palavra. Evidentemente, em "mato grossense", embora também haja tal identificação, não temos uma palavra, mas duas.

Nestes gentílicos, só o segundo elemento vai para o plural: mato-grossenses, cabo-verdianos, vila-condenses, vila-franquenses, etc.