Matemátika je znanstvena veda, ki raziskuje vzorce. Vsebuje abstraktne lastnosti množin, struktur, sprememb in prostora. Ta stran zrcali organiziran pogled na matematiko. Benjamin Peirce je imenoval matematiko »znanost, ki podaja nujne sklepe«. Druga opredelitev navaja, da je matematika znanost o vzorcih, ki se lahko nahajajo v številih, prostoru, znanosti, računalnikih, navideznih ali stvarnih abstrakcijah, oziroma kjerkoli. Matematiki te vzorce raziskujejo in poskušajo formulirati nove domneve in ugotoviti njihovo resničnost s strogo deduktivno izpeljavo iz ustrezno izbranih aksiomov in definicij.
Področje raziskovanja, ki se imenuje zgodovina matematike, se v osnovi ukvarja z raziskovanjem začetkov odkritij v matematiki in v manjši meri tudi z raziskovanjem matematičnih metod in z matematičnih notacij skozi zgodovino. Zgodovino matematike lahko razumemo kot vedno večjo vrsto abstrakcij. Prva abstrakcija, ki si jo delijo številne živali so bila verjetno števila: spoznanje, da imata (na primer) zbirka dveh jabolk in zbirka dveh pomaranč nekaj skupnega, in sicer količino njenih članov. Kot dokazujejo palice rovaš, narejene iz kosti, so predzgodovinska ljudstva poleg tega, da so štela fizične predmete, poznala tudi kako šteti abstraktne količine kot je čas - dnevi, letni časi, leta. Dokazi za bolj zapleteno matematiko se pojavijo šele okoli 3000 pr. n. št., ko so Babilonci in Egipčani začeli uporabljati aritmetiko, algebro in geometrijo za obdavčevanje in druge finančne izračune, za gradnjo in konstrukcijo ter za astronomijo. Najzgodnejša uporaba matematike je bila pri trgovanju, merjenju zemlje, slikarstvu in tkalstvu ter beleženju časa. V Babilonski matematiki se v arheološkem zapisu prvič pojavi elementarna aritmetika (seštevanje, odštevanje, množenje in deljenje). Številskimi sistemi so bili številni in raznoliki; prve znane zapisne številkami so ustvarili Egipčani v Srednjem egipčanskem kraljestvu v besedilih, kot je Rhindov matematični papirus. Med 600 in 300 pr. n. št. so Stari Grki začeli s sistematičnim študijem matematike, ki jo poznamo kot grška matematiko. V zlati dobi islama, zlasti v 9. in 10. stoletju je matematika doživela številne pomembne novosti, ki temeljijo na grški matematiki: večina med njimi vključuje prispevke perzijskih matematikov, kot so Al-Horizmi, Omar Hajam in Sharaf al-Dīn al-Ṭūsī. Matematika se je od takrat močno razširila in med matematiko in naravoslovjem je prišlo do sodelovanje, ki je v korist obema. Odkritja v matematiki se pojavljajo še danes. Mihaila B. Sevryuka je v januarski izdaji Bulletin of the American Mathematical Society izjavil "Število člankov in knjig, vključenih v podatkovno bazo Mathematical Reviews od leta 1940 (prvo leto delovanja MR), je danes večje od 1,9 milijonov in v bazo podatkov se vsako leto doda več kot 75 tisoč postavk. Velika večina del vsebuje nove matematične izreke in njihove dokaze."
Matematika se lahko v širšem pomenu deli na proučevanje velikosti, strukture, prostora in spremembe (tj. aritmetika, algebra, geometrija in analiza). Poleg teh osnovnih področij, obstajajo tudi podpodročja, kot so: logika, teorija množic (temelji), empirična matematika raznovrstnih znanosti (uporabna matematika) in v zadnjem času tudi raziskovanje negotovosti.