Matematiksel düşüncenin temeli olan sayma, ilk olarak Homo sapiens tarafından Afrika’da uygulanmaya başlandı. Bu duruma dair en eski kanıtlardan biri, 1950’lerde Kongo bölgesinde bulunan ve yaklaşık 20 bin yıl öncesine ait olan Ishango kemiği. Yüzeyinde paralel çentikler bulunan kemik, muhtemelen ay döngüsünü gösteren altı aylık bir takvim olarak kullanılmış olabilir.
Daha da eski bir örnek olan Lebombo kemiği ise 1970'lerde güney Afrika’da keşfedildi. 43 bin yıllık bu kemik, 29 günlük ay döngüsünü ya da kadınların adet döngüsünü izlemek için kullanılmış olabilir. Danimarkalı matematik tarihçisi Jens Høyrup’a göre, bu tür sayma sistemlerinin ilham kaynağı gece ve gökyüzü olmuş olabilir. Høyrup, yapay ışığın olmadığı çağlarda insanların yıldızlar ve ayla kurduğu bağın çok daha güçlü olduğunu söylüyor.
Matematiğin bir sonraki büyük evrimi ise Mezopotamya’da, Sümerler tarafından gerçekleştirildi. M.Ö. 4500’lü yıllarda bugünkü Irak topraklarında yaşayan Sümerler, çivi yazısını ve onunla birlikte yazılı sayı sistemlerini geliştirdiler. Özellikle 60 tabanlı sayı sistemi — günümüzde hâlâ zaman ölçümünde ve trigonometride kullanılıyor — bu dönemde ortaya çıktı.
Sümerler yalnızca aritmetiği değil, cebiri de geliştirdiler. Bilinmeyen değerlerin sembollerle temsil edilmesi ve çarpma-bölme tabloları gibi araçlar bu döneme aittir. Ayrıca, alan hesaplamaları yaparak sulama sistemlerini ve tarım arazilerini planladılar. Matematiksel gelişimin, Sümer bürokrasisinin gereksinimlerinden kaynaklandığı düşünülüyor.
Antik Mısır, Yunan, Hint ve Çin uygarlıkları da matematiğe önemli katkılar sundu. Ancak modern matematiğin önemli bir sıçraması, 17. yüzyıl Avrupa’sında yaşandı. Bu dönemde, kalkülüs — eğriler altında kalan alanları hesaplamaya yarayan sistem — geliştirildi. Bu yöntem, mühendislik ve bilimde büyük rol oynadı.