ההגדרה המילונית של "פעולה מתמטית" היא תהליך או הליך המשמשים לתמרן ערכים מספריים או ביטויים מתמטיים על מנת להשיג תוצאה רצויה. פעולות מתמטיות כוללות פעולות אריתמטיות בסיסיות כמו חיבור, חיסור, כפל וחילוק, כמו גם פעולות מתקדמות יותר כמו אקספוננציה, לוגריתמים ופונקציות טריגונומטריות. פעולות אלו נמצאות בשימוש נרחב בענפים שונים של מתמטיקה, מדע, הנדסה ותחומים אחרים הדורשים ניתוח כמותי.
