ФМИ умело съчетава програмите за обучение в професионалните направления с изследователска дейност и привлича студентите към съвместно осъществяване на научноизследователски и образователни проекти на национално и международно ниво. Разработена е "Стратегия за насърчаване на докторантите и младите учени във ФМИ на СУ (2013-2020)".
Високото качество на обучението е естествено следствие от високото ниво на научните и научно-приложните изследвания, провеждани във ФМИ, които са ориентирани към широк кръг проблеми на съвременната наука.
ФМИ развива съвременна информационна инфраструктура за учебна и изследователска дейност. В рамките на ФМИ са създадени няколко специализирани научно-изследователски центрове и лаборатории, насочени към провеждане на висококачествени научни изследвания.
Библиотеката на факултета разполага с фонд от около 80 000 тома, който включва най-старата сбирка от математическа литература на Балканския полуостров. Компютърните лаборатории са оборудвани със съвременна техника и софтуер, а в сградата на факултета има безжичен интернет.