El plan de estudios se estructura en cuatro ejes de formación:

1. Eje de formación en Pensamiento Matemático: se estructura en módulos que se ofertan bajo la modalidad de multiprofesor; en ellos se profundiza en conocimientos matemáticos fundamentales para una buena práctica pedagógica en matemáticas a fin de desarrollar cada componente del pensamiento matemático en los estudiantes, se abordan las componentes de formación disciplinar, pedagógica, didáctica y psicología en un entorno colaborativo y complementario para que el doctorando pueda establecer criterios sólidos y válidos al momento de diseñar estrategias académicas que propendan por el desarrollo de cada tipo de pensamiento matemático en sus estudiantes.

2. Eje de formación en Pedagogía: centra sus estudios en proporcionar al futuro doctor los conocimientos de la educación, la pedagogía y la didáctica aplicadas a la matemática con el fin de que puedan generar ambientes propicios de aprendizaje en sus estudiantes.

3. Eje de formación en Investigación: involucra los anteriores ejes dentro de un proceso de producción de nuevo conocimiento en la educación matemática, que incida positivamente en la calidad de la educación.

4. Eje de formación Electivo: ofrece oportunidades para profundizar en diferentes aspectos de la matemática y la pedagogía; fortaleciendo la formación doctoral.