Die Fakultät für Mathematik ist sehr gut in die Forschungsverbünde der Universität eingebunden. Sie ist eng mit dem Magdeburger Max-Planck-Institut verbunden und zunehmend erfolgreich bei der Drittmitteleinwerbung. Sie ist mit mehreren Professuren am Forschungszentrum Dynamische Systeme und mit einer Professur am Forschungszentrum Neurowissenschaften der Otto-von-Guericke-Universität beteiligt. Hinsichtlich der Drittmitteleinwerbung sind besonders ein ERC-Grant von Herrn Prof. Sager und das  Graduiertenkolleg zum Thema Mathematische Komplexitätsreduktion zu nennen. Dieses wird von großen Teilen der Fakultät getragen und spiegelt auch die erwähnte enge Verbindung zum MPI wider, außerdem wirkt hier eine Professur aus der Elektro- und Informationstechnik mit. Einige Professuren sind im interdisziplinären DFG-Graduiertenkolleg Mikro-Makro-Wechselwirkungen von strukturierten Medien und Partikelsystemen vertreten.

Das wissenschaftliche Profil der Fakultät für Mathematik wird durch die vier Schwerpunkte

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

bestimmt.

Forschungsschwerpunkte der Didaktik der Mathematik  sind u.a. Lehr-Lern-Prozesse sowohl im Schul- als auch im Hochschulkontext sowie Bildungsentscheidungen und Bildungsübergänge beim Wechsel von Institutionen.
Die Diskrete Mathematik, Geometrie und Optimierung umfasst u.a. die Gebiete Kombinatorik, Kommutative Algebra, Algebraische Statistik, Codierungstheorie/Kryptographie, Diskrete/Konvexe Geometrie, Endliche Körper, Geometrische Gruppentheorie, Metrische Geometrie, Diskrete Optimierung, gemischt-ganzzahlige Optimal-steuerung, Algorithmische Optimierung, insbesondere für Probleme mit kontinuierlichen und diskreten Entscheidungen und unterliegenden Differentialgleichungsproblemen, Softwareentwicklung. Im Zentrum der Aktivitäten steht neben der Grundlagenforschung auch die Anwendung von Methoden, Strukturen sowie die Entwicklung von Software und patentierbaren Verfahren. Das Themenspektrum reicht von der digitalen Datenübertragung über diskret-geometrische Fragestellungen bis hin zu Optimierungsproblemen in den Ingenieurwissenschaften und in der Medizin.
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, statistische Methoden zur Zeitreihenanalyse, maschinelles Lernen, statistische Methoden der Unsicherheitsquantifizierung und die Planung und Auswertung statistischer Experimente.
Die Nichtlineare Analysis und Numerik hat aktive Kooperationen mit den Fakultäten für Naturwissenschaften, Maschinenbau sowie Verfahrens- und Systemtechnik. Ein kooptierter Honorarprofessor und ein Juniorprofessor sind im Hauptamt am Max-Planck-Institut tätig. 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. Hier werden u.a. Fluid-Struktur-Wechselwirkungen und Anwendungen in Biologie und Medizin bearbeitet.