數學學的學科門類是理學類。數學學（）是研究物質最通常的運動規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，化學學研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動方式和規律，因而成為其他各自然科學學科的研究基礎。
數學學起始于伽利略和牛頓的年代，它早已成為一門有諸多分支的基礎科學。數學學是一門實驗科學，也是一門崇尚理智、重視邏輯推理的科學。數學學充分用物理作為自己的工作語言，它是現今最精密的一門自然科學學科。
基本定義：數學學是一門自然科學，重視于研究物質、能量、空間、時間，尤其是它們各自的性質與彼此之間的互相關系。數學學是關于大自然規律的知識；更廣義地說，數學學探求并剖析大自然所發生的現象，以了解其規則。
數學學（）的研究對象：化學現象、物質結構、物質互相作用、物質運動規律。
數學學研究的尺度——物質世界的層次和數目級
空間尺度：原子、原子核、基本粒子、DNA寬度、最小的細胞、太陽山哈勃直徑、星系團、銀河系、恒星的距離、太陽系、超星體團等。人蛇吞尾圖形象地表示了物質空間規格的層次。
微觀粒子（）：質子m
介觀物質（）宏觀物質（）宇觀物質（）類恒星m
時間尺度：基本粒子壽命10s，宇宙壽命10s。
按空間尺度界定：量子熱學、經典數學學、宇宙化學學
按速度大小界定：相對論數學學、非相對論數學學
按客體大小界定：微觀、介觀、宏觀、宇觀
按運動速率界定：低速，中速，高速
按研究方式界定：實驗化學學、理論化學學、計算數學學
分類簡介：
牛頓熱學（）與剖析熱學（）研究物體機械運動的基本規律及關于時空相對性的規律
電磁學（）與電動熱學（）研究電磁現象，物質的電磁運動規律及電磁幅射等規律
熱力學（）與統計熱學（）研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現
狹義相對論（）研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律。
廣義相對論（）研究在大質量物體附近，物體在強引力場下的動力學行為。
量子熱學（）研究微觀物質運動現象以及基本運動規律
據悉，還有：粒子化學學、原子核化學學、原子與分子化學學、固體化學學、凝聚態化學學、激光化學學、等離子體化學學、地球化學學、生物化學學、天體化學學等等。
學科性質：
數學學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識作出規律性的總結。這些運動和轉變應有兩種。一是初期人們通過感官視覺的延展，二是近代人們通過發明創造供觀察檢測用的科學儀器，實驗得出的結果物理屬于什么學科，間接認識物質內部組成構建在的基礎上。數學學從研究角度及觀點不同，可分為微觀與宏觀兩部份，宏觀是不剖析微粒群中的單個作用療效而直接考慮整體療效，是最初期就早已出現的，微觀數學學隨著科技的發展理論漸漸建立。
六大性質：
1.真理智：數學學的理論和實驗闡明了自然界的奧秘，反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性：神秘的太空中天體的運動，在開普勒三定理的描摹下，突顯多么的和諧有序。數學學上的幾次大統一，也顯示出美的覺得。牛頓用三大定理和萬有引力定理把天上和地上所有宏觀物體統一了。麥克斯韋電磁理論的完善，又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能多項式又把質量和能量構建了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡約性：數學規律的物理語言，彰顯了數學的簡約明快性。如：牛頓第二定理物理屬于什么學科，愛因斯坦的質能多項式，法拉第電磁感應定理。
4.對稱性：對稱通常指物體形狀的對稱性，深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如：數學學中各類晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反斥力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性：正確的化學理論，除了能解釋當時已發覺的化學現象，更能預測當時未能偵測到的化學現象。比如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在，盧瑟福預言中子的存在，菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑，狄拉克預言電子的存在。
6.精致性：數學實驗具有精致性，設計方式的巧妙，致使化學現象愈發顯著。