La bellezza matematica descrive il piacere estetico che alcuni matematici provano nel loro lavoro e nella matematica in generale. Costoro esprimono questo piacere considerando la matematica come bella, come una forma d'arte o almeno un'attività creativa. Paragoni vengono spesso fatti con la musica e la poesia.
Il matematico Paul Erdős espresse le sue visioni sull'ineffabilità della matematica quando disse: «Perché i numeri sono belli? È come chiedere perché la Nona Sinfonia di Beethoven sia bella. Se tu non capisci il perché, non te lo può dire qualcun altro. Io so che i numeri sono belli. Se non fossero belli niente lo sarebbe»[1].
La bellezza del metodo consiste nella pulizia di una dimostrazione o dell'ottenimento di un risultato, un conto è trovare un risultato usando la "forza bruta" (ovvero fare conti a mando, vari casi ecc.) mentre trovare una soluzione che faccia uso minimale di risultati precedenti senza doversi sporcare le mani è proprio la vera bellezza che ogni matematico coglie.
Alcuni matematici e fisici[2] - come Paul Dirac - vedono la bellezza nei risultati matematici che stabiliscono connessioni tra due aree della matematica che a prima vista non appaiono correlate. Questi risultati vengono spesso descritti come profondi.
Mentre è difficile trovare un accordo generale se un risultato sia profondo, alcuni esempi sono spesso citati, tra cui l'identità di Eulero[3]: