Struktura matematyczna – pojęcie fundamentalne dla matematyki, definiowane jednak w rozmaity sposób, zależnie od teorii i kontekstu. Najczęściej mówi się o strukturze na danym zbiorze , który zwany jest nośnikiem lub podkładem tej struktury. Rozpatruje się też struktury matematyczne w ramach teorii modeli.
Wyróżnić można następujące typy struktur matematycznych: Struktury algebraiczne, zawierające tylko symbole funkcji i stałych (bez relacji innych niż funkcje), rozpatrywane też w ramach algebry uniwersalnej. Struktury takie zwykle rozumie się jako abstrakcyjne działania na danym zbiorze, rozdz. I, § 5.. Można to objaśnić na przykładzie struktury grupy na zbiorze . Tutaj strukturą jest działanie grupowe interpretowane jako podzbiór zbioru spełniające aksjomaty grupy. Zbiór jest nośnikiem tej struktury, ale sam ten zbiór nie jest grupą;