本实验室于1993年1月经教育部批准成立（1989年世界银行贷款"重点学科发展项目"建立），依托北京大学数学科学学院建设，是省部级重点实验室。实验室主任为文兰教授（数学家，中国科学院院士，2011年获华罗庚数学奖，微分动力系统研究方向）。
实验室现有全职研究人员53人，兼职研究人员3人，其中教授和博士生导师40人、副教授10人。拥有中国科学院院士6人、教育部长江学者7人、国家杰出青年基金（A类）获得者16人、973首席科学家1人、973课题负责人5人。2000年被评为国家A级重点实验室（名列当年数理口第三），2004年和2009年教育部重点实验室评估均被评为优秀。
实验室设有计算实验室、金融实验室、信息安全实验室、图像处理实验室4个子实验室，以及几何分析中心、信息技术研究与开发中心2个研究中心。

本实验室面向数学及其应用领域，依托4个子实验室和2个研究中心，提供以下技术服务：
1.计算数学与算法服务：依托计算实验室，提供科学计算、数值模拟、算法设计与优化、高性能计算应用等技术支持
2.金融数学与量化分析服务：依托金融实验室，提供金融建模、风险分析、量化投资、金融衍生品定价等数学金融服务
3.信息安全数学服务：依托信息安全实验室，提供密码学基础理论研究、安全算法设计、信息加密与解密等数学安全技术支持
4.图像处理与计算机视觉服务：依托图像处理实验室，提供图像处理算法、计算机视觉、模式识别、多媒体数据分析等技术研发
5.几何分析与动力系统服务：依托几何分析中心，提供微分动力系统理论研究与技术咨询，开展数学基础理论应用研究
6.信息技术研发服务：依托信息技术研究与开发中心，开展信息技术领域的数学应用研究，提供软件算法开发、数据分析与处理等技术服务