圓周率
數(shù)量的學(xué)習(xí)起于數(shù)，一開(kāi)始為熟悉的自然數(shù)及整數(shù)與被描述在算術(shù)內(nèi)的有理和無(wú)理數(shù)。
另一個(gè)研究的領(lǐng)域?yàn)槠浯笮�，這個(gè)導(dǎo)致了基數(shù)和之后對(duì)無(wú)限的另外一種概念：阿列夫數(shù)，它允許無(wú)限集合之間的大小可以做有意義的比較。
第一個(gè)用科學(xué)方法尋求圓周率數(shù)值的人是阿基米德，得出精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位的π值。數(shù)學(xué)家劉徽在注釋《九章算術(shù)》時(shí)用割圓術(shù)求得π的近似值。得出π=√10
∏數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家祖沖之通過(guò)艱苦的努力，他在世界數(shù)學(xué)史上第一次將圓周率(∏)值計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后七位，即3.1415926到3.1415927之間。
π是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數(shù)，也是一個(gè)無(wú)理數(shù)，是一個(gè)超越數(shù)。
結(jié)構(gòu)
許多如數(shù)及函數(shù)的集合等數(shù)學(xué)物件都有著內(nèi)含的結(jié)構(gòu)。這些物件的結(jié)構(gòu)性質(zhì)被探討于群、環(huán)、體及其他本身即為此物件的抽象系統(tǒng)中。此為抽象代數(shù)的領(lǐng)域。在此有一個(gè)很重要的概念，即向量，且廣義化至向量空間，并研究于線性代數(shù)中。向量的研究結(jié)合了數(shù)學(xué)的三個(gè)基本領(lǐng)域：數(shù)量、結(jié)構(gòu)及空間。向量分析則將其擴(kuò)展至第四個(gè)基本的領(lǐng)域內(nèi)，即變化。
空間
空間的研究源自于幾何-尤其是歐式幾何。三角學(xué)則結(jié)合了空間及數(shù)，且包含有非常著名的勾股定理。現(xiàn)今對(duì)空間的研究更推廣到了更高維的幾何、非歐幾何及拓?fù)鋵W(xué)。數(shù)和空間在解析幾何、微分幾何和代數(shù)幾何中都有著很重要的角色。在微分幾何中有著纖維叢及流形上的計(jì)算等概念。在代數(shù)幾何中有著如多項(xiàng)式方程的解集等幾何物件的描述，結(jié)合了數(shù)和空間的概念;亦有著拓?fù)淙旱难芯�，結(jié)合了結(jié)構(gòu)與空間。李群被用來(lái)研究空間、結(jié)構(gòu)及變化。
基礎(chǔ)
為了搞清楚數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)邏輯和集合論等領(lǐng)域被發(fā)展了出來(lái)。德國(guó)數(shù)學(xué)家康托(Georg Cantor，1845-1918)首創(chuàng)集合論，大膽地向“無(wú)窮大”進(jìn)軍，為的是給數(shù)學(xué)各分支提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而它本身的內(nèi)容也是相當(dāng)豐富的，提出了實(shí)無(wú)窮的存在，為以后的數(shù)學(xué)發(fā)展作出了不可估量的貢獻(xiàn)�？低械墓ぷ鹘o數(shù)學(xué)發(fā)展帶來(lái)了一場(chǎng)革命。由于他的理論超越直觀，所以曾受到當(dāng)時(shí)一些大數(shù)學(xué)家的反對(duì)，龐加萊也把集合論比作有趣的“病理情形”，龐加萊還擊康托是“神經(jīng)質(zhì)”，“走進(jìn)了超越數(shù)的地獄”。對(duì)于這些非難和指責(zé)，康托仍充滿信心，他說(shuō)：“我的理論猶如磐石一般堅(jiān)固，任何反對(duì)它的人都將搬起石頭砸自己的腳”。
集合論在20世紀(jì)初已逐漸滲透到了各個(gè)數(shù)學(xué)分支，成為了分析理論，測(cè)度論，拓?fù)鋵W(xué)及數(shù)理科學(xué)中必不可少的工具。20世紀(jì)初世界上最偉大的數(shù)學(xué)家希爾伯特在德國(guó)傳播了康托的思想，把他稱為“數(shù)學(xué)家的樂(lè)園”和“數(shù)學(xué)思想最驚人的產(chǎn)物”。英國(guó)哲學(xué)家羅素把康托的工作譽(yù)為“這個(gè)時(shí)代所能夸耀的最巨大的工作”。
邏輯
數(shù)學(xué)邏輯專注在將數(shù)學(xué)置于一堅(jiān)固的公理架構(gòu)上，并研究此一架構(gòu)的成果。就其本身而言，其為哥德?tīng)柕诙煌陚涠ɡ淼漠a(chǎn)地，而這或許是邏輯中最廣為流傳的成果-總存在一不能被證明的真實(shí)定理�，F(xiàn)代邏輯被分成遞歸論、模型論和證明論，且和理論計(jì)算機(jī)科學(xué)有著密切的關(guān)聯(lián)性。
符號(hào)
在現(xiàn)代的符號(hào)中，簡(jiǎn)單的表示式可能描繪出復(fù)雜的概念。此一圖像即是由一簡(jiǎn)單方程所產(chǎn)生的。
我們現(xiàn)今所使用的大部分?jǐn)?shù)學(xué)符號(hào)都是到了16世紀(jì)后才被發(fā)明出來(lái)的。在此之前，數(shù)學(xué)被文字書(shū)寫(xiě)出來(lái)，這是個(gè)會(huì)限制住數(shù)學(xué)發(fā)展的刻苦程序。現(xiàn)今的符號(hào)使得數(shù)學(xué)對(duì)于專家而言更容易去控作，但初學(xué)者卻常對(duì)此感到怯步。它被極度的壓縮：少量的符號(hào)包含著大量的訊息。如同音樂(lè)符號(hào)一般，現(xiàn)今的數(shù)學(xué)符號(hào)有明確的語(yǔ)法和難以以其他方法書(shū)寫(xiě)的訊息編碼。
嚴(yán)謹(jǐn)
數(shù)學(xué)語(yǔ)言亦對(duì)初學(xué)者而言感到困難。如何使這些字有著比日常用語(yǔ)更精確的意思。亦困惱著初學(xué)者，如開(kāi)放和域等字在數(shù)學(xué)里有著特別的意思。數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)亦包括如同胚及可積性等專有名詞。但使用這些特別符號(hào)和專有術(shù)語(yǔ)是有其原因的：數(shù)學(xué)需要比日常用語(yǔ)更多的精確性。數(shù)學(xué)家將此對(duì)語(yǔ)言及邏輯精確性的要求稱為“嚴(yán)謹(jǐn)”。
嚴(yán)謹(jǐn)是數(shù)學(xué)證明中很重要且基本的一部分。數(shù)學(xué)家希望他們的定理以系統(tǒng)化的推理依著公理被推論下去。這是為了避免錯(cuò)誤的“定理”，依著不可靠的直觀，而這情形在歷史上曾出現(xiàn)過(guò)許多的例子。在數(shù)學(xué)中被期許的嚴(yán)謹(jǐn)程度因著時(shí)間而不同：希臘人期許著仔細(xì)的論點(diǎn)，但在牛頓的時(shí)代，所使用的方法則較不嚴(yán)謹(jǐn)。牛頓為了解決問(wèn)題所做的定義到了十九世紀(jì)才重新以小心的分析及正式的證明來(lái)處理�，F(xiàn)在，數(shù)學(xué)家們則持續(xù)地在爭(zhēng)論電腦輔助證明的嚴(yán)謹(jǐn)度。當(dāng)大量的計(jì)量難以被驗(yàn)證時(shí)，其證明亦很難說(shuō)是有效地嚴(yán)謹(jǐn)。因?yàn)闀r(shí)代的差別、也抹去了不少知識(shí)、但是數(shù)學(xué)永不磨滅、永遠(yuǎn)流傳智慧。