Das wissenschaftliche Profil der Fakultät für Mathematik wird durch eine Konzentration der Ressourcen auf die drei Schwerpunkte

• Diskrete Mathematik und Optimierung
• Nichtlineare Analysis und Numerik
• Mathematische Stochastik

bestimmt.
Die Diskrete Mathematik und Optimierung umfasst u.a. die Gebiete Kombinatorik, Kommutative Algebra, Algebraische Statistik, Codierungstheorie/ Kryptographie, Diskrete/Konvexe Geometrie, Endliche Körper, Diskrete Optimierung, gemischt-ganzzahlige Optimalsteuerung, Algorithmische Optimierung, wie auch Mathematik-Didaktik. Im Zentrum der Aktivitäten steht neben der Grundlagenforschung auch die Anwendung von Methoden und Strukturen. Das Themenspektrum reicht von der digitalen Datenübertragung über diskret-geometrische Fragestellungen bis hin zu Optimierungsproblemen in den Ingenieurwissenschaften und in der Medizin. Dieser Bereich ist u.a. am Forschungszentrum Dynamische Systeme der Otto-von-Guericke-Universität beteiligt und wird im Rahmen verschiedener Projekte von der DFG und der EU gefördert. Besonders zu nennen sind ein ERC-Grant von Prof. Sager und das  Graduiertenkolleg zur Mathematischen Komplexitätsreduktion, das am 01.04.2017 seine Arbeit aufgenommen hat und in das auch die Mathematische Stochastik sowie je ein Kollege des Magdeburger Max-Planck-Instituts sowie der Elektro- und Informationstechnik  eingebunden sind.
Die Nichtlineare Analysis und Numerik hat aktive Kooperationen mit den Fakultäten für Naturwissenschaften, Maschinenbau, Verfahrens- und Systemtechnik sowie dem Max-Planck-Institut. Das Spektrum der Forschungsarbeiten reicht dabei von qualitativen Lösungseigenschaften elliptischer, parabolischer und hyperbolischer Differentialgleichungen, differentialgeometrischen Fragestellungen, der Konvergenz-, Stabilitäts- und Genauigkeitsanalyse von Diskretisierungen bis hin zur Konstruktion effektiver Algorithmen auf modernen Rechnerarchitekturen. Das Forschungsgebiet ist interdisziplinär im  DFG-Graduiertenkolleg Mikro-Makro-Wechselwirkungen von strukturierten Medien und Partikelsystemen vertreten.
Die Mathematische Stochastik umfasst die Gebiete Wahrscheinlichkeitstheorie und Mathematische Statistik sowie deren Anwendungen. Stochastische Methoden zur Modellierung von zufallsabhängigen Vorgängen werden in fast allen Wissenschaftsbereichen benötigt und angewendet. Die Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Stochastik ist daher für die Universität von wesentlicher Bedeutung. Das Institut für Mathematische Stochastik bietet die Möglichkeit für Diskussionen, Hilfestellungen und Kooperationen mit Arbeitsgruppen und für Studierende aller Fakultäten an. Zentrale Forschungsthemen sind stochastische Prozesse, Zeitreihenanalyse, maschinelles Lernen und die Planung und Auswertung statistischer Experimente.
Das Forschungsgebiet ist ins DFG-Graduiertenkolleg Mathematische Komplexitätsreduktion eingebunden.