התוכנית הלאומית לקידום המתמטיקה היא חוד החנית של מהלך כלל-מערכתי של משרד החינוך שנועד להתאים את מערכת החינוך לאתגרי המאה ה–21, והיא המשך ופיתוח של התוכנית "מתמטיקה תחילה" שהוחלה על בתי הספר התיכוניים בשנת הלימודים תשע"ה (2015). במעגל הצר שלה, התוכנית הלאומית לקידום המתמטיקה נועדה להעלות את שיעור התלמידים הניגשים לבחינת בגרות במתמטיקה ברמה של 5 יחידות לימוד, אך במעגל הרחב יותר שלה היא שמה לה מטרה להעלות את קרנה ומעמדה של המתמטיקה בקרב כלל התלמידים בכל שכבות הגיל.

על פי מובילי התוכנית, קידום המתמטיקה מבקש להבטיח את עתידם האישי ומימושם העצמי של בוגרי מערכת החינוך, ולתרום לחוסנה של כלכלת ישראל ולמיצובה בתחום בעולם.בשנת תשע"ה התוכנית "מתמטיקה תחילה" ב-98 בתי ספר תיכוניים נבחרים בארץ, כתוכנית הלאומית המשותפת הראשונה בהרחבת מעגל המצוינות בחינוך המדעי-טכנולוגי בישראל. התוכנית פעלה בשיתוף יוזמת 5פי2. החל משנה"ל תשע"ו הורחבה התוכנית במגוון רחב של מישורים שכללו, בין היתר, פתיחת מגמות לימוד קטנות ל-5 יח"ל במתמטיקה, תוספת של שעות הוראה ותגבור במתמטיקה, הרחבת ההסמכה והשבחת המורים למתמטיקה, ועוד.

מהלך התוכנית לווה במחקר של הערכה מעצבת על-ידי הרשות הארצית למדידה והערכה. מחקר ההערכה התבצע בכל אחת משלוש השנים תשע"ה – תשע"ז. ההערכה התמקדה בבחינת יישום התוכנית בשלביה השונים, בבחינת העמדות של הגורמים השונים המעורבים בה כלפיה ובהערכת תוצאותיה.