Há um caráter interdisciplinar no PEHCM entre as áreas de conhecimentos que compõem o Ensino e História das Ciências e da Matemática, com intuito de estreitar relações entre as mesmas. Após reestruturação (16 de outubro de 2015), o Programa de Pós-Graduação em Ensino e História das Ciências e da Matemática, passou a contar com as seguintes linhas de pesquisa:
Nesta linha inserem-se pesquisas em Educação Científica e Educação Matemática que versam sobre: teorias e modelos de ensino e aprendizagem; metodologias, estratégias e recursos didáticos; currículo; avaliação; políticas educacionais; tecnologias da informação e comunicação; discursos e linguagens; abordagens temáticas e CTSA; perspectivas culturais; divulgação científica e educação em espaços não formais.
Esta linha de pesquisa compreende investigações sobre políticas, programas, cursos e processos de formação inicial e continuada de professores de Ciências e Matemática em todos os níveis educacionais, com foco no desenvolvimento profissional dos docentes analisando suas concepções, práticas pedagógicas e a construção de seus diversos conhecimentos para o exercício da docência.
Esta linha abrange estudos sobre o desenvolvimento, a compreensão, a popularização e o ensino das ciências e da matemática ao longo de diferentes tempos e contextos, e sob diversas perspectivas de análise. As pesquisas alinham-se a temáticas da história, filosofia e sociologia das ciências e da matemática, da educação científica em espaços não formais, dos saberes dos povos tradicionais (originários, quilombolas, entre outros), da educação museal e da divulgação científica.