Математические головоломки требуют вовлечения математики для получения решения. Они имеют специфичные правила, как и игры для двух и более игроков, но головоломка обычно не предполагает соревнование между игроками. Вместо этого решающий должен получить решение, удовлетворяющее определённым условиям.

Логические головоломки являются наиболее распространённым типом математических головоломок. Игра Жизнь также считается математической головоломкой, хотя игрок лишь выставляет начальные условия. Поскольку головоломки часто включают или требуют подобные игре возможности или игровое мышление, математические головоломки иногда также причисляют к математическим играм.

Другой популярный тип развивающих головоломок математические софизмы.