গাণিতিক যুক্তিবিজ্ঞান (ইংরেজি: Mathematical logic) গণিতের একটি শাখা যেখানে সেট, সংখ্যা, প্রমাণ, গণনা, ইত্যাদি মৌলিক গাণিতিক ধারণাগুলি কীভাবে বিধিগত ব্যবস্থাসমূহে সংকেতায়িত (encoded) হয়, তা নিয়ে আলোচনা করা হয়।
কম্পিউটার বিজ্ঞানের অধীত গণনীয়তা তত্ত্ব গাণিতিক যুক্তিবিজ্ঞানে অধীত গণনীয়তা তত্ত্বের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, তবে এদের লক্ষ্যের পার্থক্য আছে। কম্পিউটার বিজ্ঞানীরা বাস্তব প্রোগ্রামিং ভাষা ও বাস্তবায়নযোগ্য গণনীয়তার ওপর জোর দেন, অন্যদিকে গাণিতিক যুক্তিবিজ্ঞানীরা সাধারণত একটি তাত্ত্বিক ধারণা হিসেবে গণনীয়তা নিয়ে কাজ করেন এবং অ-গণনীয়তা নিয়েও কাজ করেন।
A. S. Troelstra & H. Schwichtenberg (2000) Basic Proof Theory, 2nd. ed. (Cambridge Tracts in Theoretical Computer Science). Cambridge University Press. আইএসবিএন০-৫২১-৭৭৯১১-১.