Matematika výrazně rozvíjí logické a abstraktní myšlení žáků. Výuka gymnaziální matematiky vede k tvůrčímu a samostatnému myšlení formou řešení úloh, které jsou následně potřebné pro odborné řešení problémů z praxe (statistická zpracování dat, finanční matematika, prostorová představivost, vědecký výzkum).
Předmět matematika je řazen jako povinný předmět ve všech třech zaměřeních do čtyř ročníků, ovšem s různou hodinovou dotací vymezenou konkrétním učebním plánem. Ve třetím a čtvrtém ročníku budou žákům nabídnuty jednoleté volitelné předměty v rozsahu dvou hodin týdně, jejichž náplň souvisí se vzdělávacími oblastmi Matematika a její aplikace, Člověk a příroda (Fyzika), Informatika a informační a komunikační technologie. Výuka probíhá ve třídách, v jedné hodině týdně jsou žáci děleni do dvou skupin, a to ve všech ročnících tříd humanitního zaměření a v prvním ročníku tříd přírodovědného a programátorského zaměření. Výuka může být doplněna ročníkovými pracemi, odbornými exkurzemi, odbornými dny.
Ve druhém až čtvrtém ročníku mohou být žáci tříd přírodovědného a programátorského zaměření v předmětu matematika rozděleni do skupin napříč třídami. Výuka v těchto skupinách probíhá ve dvou kategoriích – základní nebo rozšiřující. Z těchto kategorií si musejí žáci druhého až čtvrtého ročníku vybrat právě jednu, změna kategorie výuky je možná pouze po druhém ročníku. Nedojde-li ve druhém, resp. třetím, ročníku k přerozdělení tříd přírodovědného a programátorského zaměření do skupin, výuka probíhá ve třídách v rozsahu rozšiřující kategorie; v jedné hodině týdně jsou žáci děleni do dvou skupin.
V základní kategorii jsou témata procvičována formou většího počtu standardních úloh, aby žáci ovládli základní metody řešení, a látka zařazovaná nad rámec RVP pro gymnázia se probírá pouze v menším rozsahu. Obsahově kategorie postačuje k absolvování společné části maturitní zkoušky z matematiky, nemusí však pokrýt všechna témata potřebná k profilové maturitní zkoušce (Žáci se zájmem skládat profilovou maturitní zkoušku z matematiky volí ve čtvrtém ročníku povinně seminář Cvičení z matematiky, ve kterém se s neprobranými tématy setkají.).
V rozšiřující kategorii může být více prostoru věnováno hledání souvislostí mezi jednotlivými partiemi, řešení složitějších příkladů a problémových úloh. Obsahově kategorie postačuje také k absolvování nepovinné maturitní zkoušky Matematika+.