Preko Oddelka za matematiko (OM) na IMFM poteka večina matematičnega raziskovanja v Sloveniji. Na oddelku je dopolnilno zaposlenih večina matematikov z Univerze v Ljubljani, Univerze v Mariboru in Univerze na Primorskem, na njem pa se usposabljajo tudi skoraj vsi mladi raziskovalci s področja matematike. Oddelek šteje okoli 130 članov, od tega je v povprečju okoli 20 mladih raziskovalcev.

Znotraj posameznih univerz so matematiki nadalje razpršeni po različnih fakultetah, zato organiziranost matematičnega raziskovanja preko OM na IMFM omogoča združevanje in sodelovanje matematikov, ki je nujno potrebno za kakovosten razvoj stroke. Taka organiziranost je eden ključnih momentov za zelo uspešno in svetovno priznano slovensko matematično šolo. Glavna področja raziskovanja so razvidna iz šestih programskih skupin, ki potekaja na OM:

• P1-0288 - Algebra in njena uporaba (vodja prof. dr. Matej Brešar)
• P1-0291 - Analiza in geometrija (vodja prof. dr. Aleksey Kostenko)
• P1-0297 - Teorija grafov (vodja prof. dr. Sandi Klavžar)
• P1-0285 - Algebra, diskretna matematika, verjetnostni račun in teorija iger (vodja prof. dr. Dragan Marušič)
• P1-0222 - Algebra, teorija operatorjev in finančna matematika  (vodja prof. dr. Igor Klep)
• P1-0292 - Topologija in njena uporaba (vodja prof. dr. Dušan Repovš)

Poleg programskih skupin raziskovanje poteka tudi v okviru številnih temeljnjih in aplikativnih projektov. Praviloma so programske in projektne skupine sestavljene iz matematikov z več univerz in z različnih fakultet.