Matematický ústav splupracuje s řadou vysokých škol na zajištění doktorského studia. Pracovníci ústavu vedou doktorské práce a působí v Oborových radách doktorských studijních programů. Doktorandi se účastní práce odborných seminářů v ústavu.

Doktorské studijní programy (DSP) akreditované ve spolupráci s Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy v Praze:

• DSP Matematika, s obory
  • Algebra, teorie čísel a matematická logika
  • Geometrie and topologie, globální analýza a obecné struktury
  • Matematická analýza
  • Aplikovaná matematika
  • Obecné otázky matematiky a informatiky
  • Vědecko-technické výpočty
  • Pravděpodobnost a matematická statistika
• DSP Informatika, s obory
  • Diskrétní modely a algoritmy
  • Matematická lingvistika
  • Softwarové systémy
  • Teoretická informatika
• DSP Fyzika, s obory
  • Matematické a počítačové modelování
  • Teoretická fyzika, astronomie a astrofyzika

Doktorské studijní programy (DSP) akreditované ve spolupráci s Pedagogickou fakultou Univerzity Karlovy v Praze:

• DSP Pedagogika, s obory
  • Didaktika matematiky

Doktorské studijní programy (DSP) akreditované ve spolupráci s Fakultou aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni:

• DSP Matematika, s oborem
  • Aplikovaná matematika