La psychologie mathématique désigne un domaine de recherche où l'intégration de la psychologie et des mathématiques quantitatives et qualitatives est la plus poussée, c'est-à-dire où l'hypothèse du chercheur revêt un aspect complètement formalisé avant son entrée dans sa phase expérimentale. Les thèmes de la psychologie mathématique que nous nous présenter seront donc à l'interface entre la psychologie théorique et la psychologie expérimentale : mesurage et analyse dimensionnelle, analyse formelle des concepts, psychophysique et processus de reconnaissance, apprentissage et mémoire, cognition quantique et quantification des émotions, dynamique du raisonnement et de la décision, théorie des jeux évolutionnels, théorie de l'information, psychologie dynamique, psychologie topologique,…