Inom den matematikdidaktiska forskningen används ett flertal teoretiska perspektiv från didaktik, pedagogik, psykologi och kognition, sociologi och kulturella studier samt utbildningsvetenskap. Detta utvecklas inom områden som elevers matematiska tänkande och resonemang, studenters matematiska begreppsutveckling, bedömning av matematiklärande, flerspråkighet och kulturell mångfald i matematikundervisningen, frågor om inkludering och exkludering i relation till matematikämnet, matematiklärares lärande och professionella utveckling.
Forskningen anknyter inte bara till svensk skola, den är också en del av den internationella matematikdidaktiska forskningen. Forskningen bidrar alltså både till bearbetning av konkreta matematikdidaktiska problem i Sverige och till den internationella kunskapsproduktionen inom området.