本系對基礎數學訓練極為重視，為大學部學生提供各種數學基礎課程。著重數學基本訓練，培養推理、分析和思考的能力外，也注意實際的應用。學生除修習數學必修課程外，可依其興趣選讀有關資訊、財務金融、統計、教育及本校其他學院相關課程。對於有志數學研究的學生，數學系也有適當的課程，使其能早日得窺學術研究之堂奧。研究所的課程，首在培育數學及應用數學教學與研究人材。

數學為科學研究之基礎學科，本系旨在造就數學及應用數學教學與研究人才，提高大專院校的數學專業水準，並提供理工學院基礎科學在國內生根培植的優良環境。國內幾個具權威性的大學學術聲望與辦學績效的調查機構，如遠見雜誌、天下雜誌，還有幾個大報，都做過國內大學數學領域的評比。清華數學系的排名都是名列前茅。這對數學系教授們過去多年來的努力是一種肯定。在師生共同的努力下，清華數學館已是一個重要的數學研究場所。本系不論是大學部畢業生，博、碩士班畢業生，或中等學校教師碩士學分班的結業生，在各行各業都表現得十分傑出。68級系友孔祥重、72級系友鄭清水、73級系友梁賡義及74級系友蔡瑞胸為中央研究院院士。

李新民、顏啟麟、葉能哲及梁賡義等擔任大學校長。有許多系友在國內、外一流大學擔任講座教授、教授，以及中學校長。此外，本系系友在資訊、金融等行業也有許多十分有成就者。在研究、教學之外，數學系同仁們也走出學校來幫助、改進國內的教育環境。在這個數位化的時代，國內科技業及金融業等的創新需要理論與應用皆精通的人才。本系堅強的師資陣容及彈性的課程設計，讓學生依其興趣選修課程，培養多專長的才能，成為社會越來越重視具有優異數學思維的高階人材。