西方語言中「數學」（希臘語：μαθηματικά）一詞源自於古希臘語的μάθημα（máthēma），其有「學習」、「學問」、「科學」，以及另外還有個較狹義且技術性的意思－「數學研究」，即使在其語源內。其形容詞μαθηματικός（mathēmatikós），意思為「和學習有關的」或「用功的」，亦會被用來指「數學的」。其在英語中表面上的複數形式，及在法語中的表面複數形式les mathématiques，可溯至拉丁文的中性複數mathematica，由西塞羅譯自希臘文複數τα μαθηματικά（ta mathēmatiká），此一希臘語被亞里斯多德拿來指「萬物皆數」的概念。
漢字表示的「數學」一詞大約產生於中國宋元時期。多指象數之學，但有時也含有今天上的數學意義，例如，秦九韶的《數學九章》（《永樂大典》記，即《數書九章》也被宋代周密所著的《癸辛雜識》記爲《數學大略》）、《數學通軌》（明代柯尚遷著）、《數學鑰》（清代杜知耕著）、《數學拾遺》（清代丁取忠撰）。直到1939年，經過中國數學名詞審查委員會研究「算學」與「數學」兩詞的使用狀況後，確認以「數學」表示今天意義上的數學含義。