數理教育研究所一方面顧及師資培育的永續發展，另一方面也因應教育人力資源的變化，除了延續「中、小學數理師資培育」的發展、「數理教育研究人才」的培育外，本所也鼓勵學生開拓和從事「非制式數理教育」的相關行業。前者的重點在於全力提升數理在職或職前教師的專業知能、增進數理教育人才的研究能力，後者則致力於促進學生投入數理教科書編輯、教具與軟體的製作與研發、博物館教育、及數理補習教育等。因此訂定下列三項教育目摽：
1.培育中、小學數理師資。
2.培育數理教育研究與視導人才。
3.培育非制式數理教育人才。