Matemātiskā demogrāfija kalpo par demogrāfijas zinātnes sasaistošo elementu, kas sniedz pārējām demogrāfijas apakšnozarēm tām nepieciešamo kvantitatīvo instrumentāriju komplicētu demogrāfisko procesu un cēloņsakarību izpētei. Jaunu matemātiskās demogrāfijas metožu izstrāde būtiski veicināja tādu demogrāfijas apakšnozaru strauju attīstību kā reģionālā, ekonomiskā un sociālā demogrāfija, kā arī sekmēja pētījumus un atklājumus robežjomās (piemēram, aktuārzinātnē vai epidemioloģijā). Šī demogrāfijas apakšnozare nodrošina iedzīvotāju sastāva stāvokļa un izmaiņu formalizēšanu, izmantojot matemātiskus attēlojumus: tabulas, formulas vai modeļus. Lielākā daļa formulu ir vienkāršas un izskaidro fundamentālās attiecības, kas pastāv starp demogrāfiskajiem mainīgajiem. Kompleksāku demogrāfisko procesu aprakstīšanai un izpētei tiek pielietoti daudzveidīgi matemātiskie modeļi (piemēram, lineāri, nelineāri, statiski, dinamiski un pat stohastiski). Daudzu matemātiskajā demogrāfijā atrodamu vienādojumu un modeļu pielietošana ir atrodama tādās zinātnes jomās kā aktuārzinātnes, biosociālās zinātnes, ekoloģija, sociālā un ekonomiskā prognozēšana un citas. Mūsdienās matemātiskā demogrāfija ir kļuvusi par demogrāfisko pētījumu neatņemamu sastāvdaļu, nodrošinot plašu un pieejamu metodoloģisko bāzi informētu un uz datiem balstītu lēmumu pieņemšanai gan akadēmiskajā darbā, gan politikas plānošanā.