O Departamento de Matemática é, na Faculdade de Ciências, a subunidade responsável pelo ensino, investigação, divulgação e prestação de serviços à comunidade nas áreas da Matemática e suas aplicações. Enquanto que o ensino é da responsabilidade direta do Departamento, a investigação é organizada pelos centros de investigação, especialmente pelo Centro de Matemática da Universidade do Porto (CMUP), onde estão filiados quase todos os cerca de 40 docentes do departamento. A divulgação e os serviços à comunidade são organizados conjuntamente.

É da responsabilidade do Departamento o ensino de todos as unidades curriculares da área da Matemática da Faculdade. Estão também sob a sua responsabilidade os cursos específicos de Matemática da Faculdade: a Licenciatura em Matemática, três cursos de Mestrado, uma Especialização e dois cursos de Doutoramento, estes em colaboração com outras entidades.

A Licenciatura em Matemática garante uma boa formação fundamental em Matemática e contacto com várias áreas de aplicações. Os estudantes da licenciatura podem optar por diferentes unidades curriculares, correspondentes a diferentes perfis: ou de formação científica inicial para futuros professores de Matemática ou com um teor mais científico - como iniciação a áreas da Matemática ou da Estatística mais avançadas - ou, finalmente, com um teor mais tecnológico, com o início do estudo das aplicações da Matemática a outros campos, como a saúde pública, a indústria ou as finanças. Cada um destes perfis tem continuação num curso específico de segundo ciclo. A Licenciatura em Matemática Aplicada tem como objetivo principal capacitar os estudantes para exercerem o papel transformador da Matemática na sociedade atual. No final do curso, os estudantes serão capazes de modelar, simular otimizar e ajudar à decisão na resolução de problemas da ciência, indústria ou serviços. O ingresso destes licenciados no mercado de trabalho virá dar resposta ao crescente interesse de variadas entidades empregadoras por formações em Matemática Aplicada, motivado pela complexidade dos desafios atuais e pela necessidade de inovação.

São três os cursos de segundo ciclo organizados pelo Departamento: o Mestrado em Matemática, de caráter mais científico, o Mestrado em Engenharia Matemática, de caráter mais tecnológico, o Mestrado em Estatística Computacional e Análise de Dados, destinando ao desenvolvimento de competências na extração de conhecimento a partir de dados e o Mestrado em Ensino da Matemática no 3º Ciclo do Ensino Básico e Secundário, destinado a formar professores de Matemática. 

O Departamento de Matemática é também responsável pela Especialização em Modelação Estatística Computacional (não conferente de grau) e corresponsável pelo Mestrado em Bioinformática e Biologia Computacional e por dois cursos de terceiro ciclo: o Programa Inter-Universitário de Doutoramento em Matemática (em colaboração com a Universidade de Coimbra), o Doutoramento em Matemática Aplicada (em colaboração com outras unidades orgânicas da Universidade do Porto, a Universidade de Aveiro e a Universidade do Minho) e o Doutoramento em Matemática e Aplicações (em colaboração com a Universidade de A Coruña, a Universidade do Minho, a Universidade de Santiago de Compostela, a Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro e a Universidade de Vigo).