Kognitivní věda matematiky je studium matematických myšlenek (konceptů) za použití technik kognitivní vědy. Navrhuje základy matematiky uzemnit v empirickém studiu lidského poznávání a metafory a analyzovat matematické myšlenky z hlediska lidských zkušeností, metafor, generalizací a dalších kognitivních mechanismů, které k nim vedou. Tento obor má mnoho praktických aplikací v matematickém vzdělávání, ale je zcela odlišný od práce profesionálních matematiků.
Tomuto přístupu k matematice obecně předcházelo studium lidské kognitivní předpojatosti v pravděpodobnostních úvahách a ekonomických kontextech, především Amosem Tverským a Danielem Kahnemanem. Takové předpojatosti ovlivňují ekonomické měření, vnímané finanční riziko a uzemňují oblast behaviorálních financí. Tato práce naznačuje, že matematická praxe má malý přímý význam pro to, jak lidé uvažují o matematických situacích. Pokud se zdá, že lidská intuice je v rozporu s formální matematikou, vzniká otázka, odkud formální matematika pochází.
Kniha Where Mathematics Comes From (George Lakoff, Rafael E. Núñez, 2000) je přístupným a kontroverzním úvodem k tomuto tématu. Vyvrcholuje případovou studií Eulerovy identity; autoři tvrdí, že tato identita odráží kognitivní strukturu vlastní lidem nebo jejich blízkým příbuzným, hominidům.
Lakoffova a Núñezova práce byla v některých ohledech očekávána profesionálními matematiky‘ neformální účty lidského uzemnění matematiky, jako je matematika, forma a funkce Saunders Mac Lane.
Brian Rotman je také pozoruhodný svým výzkumem v oblasti sémiotiky matematiky.