數學是人腦對現實世界的反映，而現實世界的本質在於其物質統一性。作為對物質世界的一種反映形式，數學必定是統一的。隨著數學的發展，認識的深入，對現實世界本質的認識會越來越顯示出這種統一性。
從數學史看統一趨勢
數學是多民族、多地區起源的。數學的多起源性一方面決定了數學形式的多樣性；另一方面說明了數學的統一性，雖然形式不同，其數學內容卻基本一致：如通過不同的數字符號，表達同樣的自然數概念；許多數學事實，如勾股定理，在不同民族的數學中是一致的；求最大公約數所採用的輾轉相除法，在《幾何原本》和《九章算術》中也都有講述。
在單一地區、單一民族的數學發展中，統一性表現得更明顯。在西方，歐幾裡得採用公理化方法，把當時希臘的算術、數論、幾何等數學知識統一起來，寫成《幾何原本》；在古代中國，數學統一於一個算法化的應用數學體系，其代表作就是包括幾何、算術、代數問題的《九章算術》。
近代科學技術的大發展和科學理論向縱深發展的大分化，促進了數學的發展，也促進了數學的分化，幾何學、代數學、分析學、概率論、三角學等開始成為獨立的學科，又都各自向縱深發展。但隨著分化，綜合的傾向也必然發生作用，例如在幾何和代數的充分分化的基礎上產生解析幾何學，可以看作是統一數學的一個嘗試，這次代數、幾何的統一促進了數學的發展，為微積分的產生奠定了基礎。
微積分的方法在數學及其應用上都取得巨大的成就，數學家把分析方法用於各個數學領域，使得分化又給統一帶來新的可能。分析理論的嚴格化又使之與實數理論及自然數算術聯繫起來，公理法逐漸成為數學中普遍應用的表述方法，數學各分支表述方法的一致也反映出它們本質上的統一性。數學基礎問題的研究表明數學在基礎上的一致性。19世紀，克萊因試圖用群論的觀點統一幾何學；20世紀以來，人們又提格論、結構觀、範疇論、泛函分析、代數模論、泛代數學等，都是從不同角度對數學研究進行統一或部分統一的理論。
現代數學的統一趨勢
【傳統數學分支的「前沿」理論的差異正在弱化、消失】代數學和幾何學在早期有著較大差異，無論是基本概念、基本方法，還是問題處理方面都是如此，現代代數學和幾何學理論卻迅速地"融合」起來，如同調代數和拓撲學的同調群理論就有一些同樣的概念和方法；另外，新的代數幾何理論，已無法判定其究竟是屬於代數學的一個分支還是幾何學的一個分支。其他分支，如研究隨機現象的統計數學和研究確定性現象的代數、幾何、分析等數學分支日益結合起來，產生了一系列綜合學科和邊緣學科。在現代數學中，各分支的方法的綜合運用更為常見。
【應用數學和純數學的界限正在消失】事實上，純粹數學和應用數學之間本來就沒有明顯的界限，在現代尤其是一個整體。從具體應用可發展成為「純」理論，如圖論的若干理論問題；純數學的許多結果又得到應用，如數論中因數分解的唯一性定理和探求大數的因數分解的純理論問題在密碼編制中得到應用。
【不同學科分支所研究的問題具有內在的統一性】一個數學問題往往要通過許多學科理論來解決，比如：
幾何學上著名的「三大作圖問題，倍立方問題、化圓為方問題、三等分已知角問題的解決不僅需要幾何作圖理論，而且需要代數的「域」和「擴域」理論以及關於超越數的理論等。「四色問題」的證明用到圖論、組合論、拓撲學以及電子計算機證明的理論。
現代的數學體系龐雜，領域繼續細分且相互交叉。正所謂「合久必分，分久必合」，數學的統一趨勢也將是必然，而數學的結構觀點似乎是一條可行的道路。