การสร้างความรอบรู้และลุ่มลึกในเนื้อหาวิชาการเฉพาะทางด้านคณิตศาสตร์ให้มีความเชี่ยวชาญในเชิงทฤษฎี การประยุกต์ หรือการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โดยใช้กระบวนการแสวงหาองค์ความรู้ด้วยการวิจัย ที่เป็นพื้นฐานสำคัญอันก่อให้เกิดการสร้างนวัตกรรม หรือการพัฒนาการของคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของการพัฒนาความคิด และการให้เหตุผลของมนุษย์ในการตัดสินใจบนพื้นฐานของข้อมูลแบบบูรณาการให้เทียบเท่าระดับสากล

เพื่อมุ่งผลิตและพัฒนาบุคลากรทางการศึกษาให้มีความเชี่ยวชาญทางด้านคณิตศาสตร์ในระดับบัณฑิตศึกษาเพื่อการทำวิจัยหรือสอนในสาขาวิชาคณิตศาสตร์ระดับอุดมศึกษา และมัธยมศึกษาโดยเฉพาะให้กับนักเรียนห้องเรียนพิเศษวิทยาศาสตร์ โดยเน้นสร้างคุณลักษณะของมหาบัณฑิตที่สำเร็จการศึกษาในหลักสูตร ดังนี้

1. เป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถทางวิชาการ และมีศักยภาพที่จะศึกษาคณิตศาสตร์ในระดับสูงขึ้นไป

2. เป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถในการศึกษาค้นคว้าวิจัย ผลิตผลงานวิจัยที่สร้างสรรค์ ทันสมัย และเกิดประโยชน์ต่อวงการคณิตศาสตร์

3. เป็นผู้ที่มีความรู้ความสามารถและเชี่ยวชาญในการถ่ายทอดความรู้ทางวิชาการ วิธีการทางด้านคณิตศาสตร์ และการจัดการเรียนรู้คณิตศาสตร์

4. เป็นผู้ที่มีความคิคอย่างเป็นระบบ สามารถคิดสร้างสรรค์ คิดวิจารณญาณ คิดแก้ปัญหา และสามารถตัดสินใจ

5. เป็นผู้ที่มีคุณธรรมและจริยธรรมทางด้านการทำวิจัย และเผยแพร่ผลงาน

6. เป็นผู้ที่มีความสามารถในการใช้ภาษาต่างประเทศ และเทคโนโลยีสารสนเทศ เพื่อเป็นเครื่องมือในการแสวงหาความรู้และถ่ายทอดความรู้