En mathématique, l'institut développe des recherches dans les domaines suivants :
Les recherches en calcul des variations et équations différentielles partent de problèmes issus de la géométrie, de la physique ou des sciences de l’ingénieur qu’il est, en général, impossible de résoudre explicitement. Elles concernent l’existence, l’unicité, la régularité et les symétries des solutions de ces problèmes.
En algèbre, les recherches portent principalement sur la théorie des groupes.
La recherche en théorie des catégories, un domaine abstrait des mathématiques, a de nombreuses interactions avec l'algèbre, la logique, la topologie algébrique, la géométrie algébrique et l’informatique théorique. A l'IRMP les recherches en théorie des catégories concernent les aspects algébriques et géométriques de la théorie.
La topologie algébrique est l’étude des structures et propriétés des espaces qui sont invariantes par déformation continue. Les recherches concernent surtout le développement et les applications géométriques de l’homotopie rationnelle qui est une des meilleures modélisations algébriques des espaces. L’accent est mis sur les applications à la topologie différentielle.
Les membres de l’institut poursuivent aussi des recherches en didactique et épistémologie des mathématiques et en histoire des sciences.