การสอนคณิตศาสตร์นั้นมีจุดมุ่งหมายที่แตกต่างกัน การออกแบบการสอนของครูแต่ละคนก็มีรูปแบบที่แตกต่างกันบนพื้นฐานของแต่ละช่วงวัย
การสอนคณิตศาสตร์โดยทั่วไปแล้ว มีจุดมุ่งหมาย ดังนี้
1. ให้มีความเข้าใจแนวคิดทางคณิตศาสตร์
2. สามารถแก้โจทย์เลขได้
3. มีวิธีการและทักษะในการคิดคำนวณ
4. สร้างบรรยากาศที่ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์
5. สร้างโปรแกรมแตกต่างไปตามรายบุคคล
อย่างไรก็ตามสำหรับเด็กปฐมวัยแล้ว การให้เด็กได้รับประสบการณ์ทางด้านคณิตศาสตร์จะช่วยให้เด็กได้รู้จักใช้เหตุผล เพิ่มพูนคำศัพท์ที่ควรรู้จักและควรเข้าใจ โดยเฉพาะจะช่วยให้เด็กเข้าใจความหมาย จากการสืบค้นและการถกเถียงเพื่อหาคำตอบที่ถูกต้องตลอดจนมีความเข้าใจที่สามารถเชื่อมโยงไปสู่ความเข้าใจเรื่องอื่นๆ ด้วยตนเองได้ เราจะเห็นได้ว่า ในบางครั้งเด็กมีความต้องการที่จะอยู่คนเดียว เพื่อที่จะมีเวลาคิดเงียบๆ แต่ในบางครั้งเด็กก็ต้องการความช่วยเหลือจากครูหรือผู้ใหญ่ ดังนั้น จุดมุ่งหมายของการสอนคณิตศาสตร์ในระดับปฐมวัยศึกษาจึงควรมีดังนี้
1. เพื่อให้เด็กมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ เช่น รู้จักคำศัพท์ และสัญลักษณ์ ทางคณิตศาสตร์ขั้นต้น ฯลฯ
2. เพื่อพัฒนามโนภาพเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ เช่น การบวก หรือการเพิ่ม การลดหรือการลบ ฯลฯ
3. เพื่อให้เด็กรู้จักและใช้กระบวนการในการหาคำตอบ เช่น การจดบันทึก การชั่งน้ำหนัก ฯลฯ
4. เพื่อให้เด็กฝึกฝนทักษะคณิตศาสตร์พื้นฐาน เช่น การนับ การวัด การจับคู่ การจัดประเภท การเปรียบเทียบ การลำดับ ฯลฯ
5. เพื่อส่งเสริมให้เด็กมีความรู้ ความเข้าใจ ความอยากรู้ และอยากค้นคว้าเพิ่มเติม
6. เพื่อส่งเสริมให้เด็กค้นคว้าหาคำตอบด้วยตนเอง 