Matematičari koriste svoje napredno znanje o brojevima i znanosti za rješavanje teoretskih problema, evaluaciju eksperimenata i anketa te razvijanje praktične statistike koja će se koristiti u inženjerstvu i poslovanju. Većina stručnjaka specijalizirana je za teorijska istraživanja ili primijenjene matematičke studije. Poslovi matematičara mogu se naći u velikom broju različitih okruženja, uključujući istraživačke institucije, industrije i poduzeća, vladine agencije, vojne grane i sveučilišta.
Teorijski i istraživački poslovi matematičara podrazumijevaju razvoj novih jednadžbi i formula, rješavanje dugogodišnjih zagonetki i predlaganje teorija koje objašnjavaju prirodne pojave. Mnogi matematičari rade u istraživačkim laboratorijima na privatnim institucijama i sveučilištima, ispituju prethodna istraživanja i neumorno rade na pronalaženju smislenih odnosa između brojeva i teorija. Stručnjak obično provodi mjesece ili čak godine pokušavajući dokazati teoriju ili razviti novi matematički koncept. Teoretski matematičari često pišu detaljne znanstvene radove o svom radu i prezentiraju svoja otkrića drugim stručnjacima u tom području. Mnogi profesionalci odlučuju postati sveučilišni profesori, podučavajući teoriju brojeva i istraživačke tehnike sljedećoj generaciji matematičara.
Stručnjaci koji se specijaliziraju za primijenjenu matematiku istražuju i razvijaju novu opremu i proizvode, arhitektonske projekte i poslovne planove. Poslovi matematičara u industrijskim ili poslovnim okruženjima mogu uključivati korištenje matematike i statistike za stvaranje učinkovitih proizvodnih sustava, marketinških tehnika ili računalnih programa. Inženjerske tvrtke obično unajmljuju matematičare za izračunavanje mjerenja za najsigurnije i najpraktičnije projekte različitih struktura, kao što su neboderi, tuneli i mostovi. Pojedinci koji se zaposle u geološkim i ekološkim organizacijama analiziraju trendove vulkanske ili seizmičke aktivnosti, objašnjavaju ponašanje biljaka i životinja, predviđaju vremenske obrasce i određuju razine onečišćenja u određenom području.
Postoji velika potražnja za vještim matematičarima u raznim vladinim agencijama i vojnim mjestima. Mnogi stručnjaci svoje znanje o matematičkim principima primjenjuju na razvoj preciznijeg oružja i vojnih strategija. Od visokokvalificiranih matematičara može se tražiti da prevedu šifrirane poruke ili razbiju šifre koje su presreli neprijatelji. Federalne svemirske agencije, kao što je Nacionalna uprava za aeronautiku i svemir u Sjedinjenim Državama, unajmljuju stručnjake da pomognu u projektiranju satelita i svemirskih brodova, određuju odgovarajuće putanje i putanje leta i analiziraju rizike povezane s svemirskim misijama.
Da bi dobili većinu poslova matematičara, pojedinci obično moraju imati doktorat. Intenzivna obuka u učionici iz teorijske ili primijenjene matematike ključna je za razvoj vještina potrebnih u budućoj karijeri. Mnogi doktorandi specijaliziraju se za određeno matematičko područje, kao što su statistička ili ekonomska analiza, kako bi ih pripremili za poslove matematike u vladi ili industriji. Oni koji planiraju podučavati na fakultetima i sveučilištima mogu također odabrati opsežne tečajeve obrazovanja i komunikacije.