Didaktik avser vetenskapen om undervisning och lärande. Ämnesdidaktik handlar därmed om frågor om och studier kring undervisning och lärande som är särskilt utmärkande eller relevanta för ett visst ämnesinnehåll, till exempel utgående från ämnenas särdrag. Ämnesdidaktik kan därmed sägas utgöra en brygga mellan ämnesteori, dvs. ämnenas innehåll, samt studier av och teorier kring lärande- och undervisningsprocesser.
Även om matematik och naturvetenskap, och likaså de olika ämnena inom naturvetenskap, kan sägas ha olika särdrag, så finns också en särskild närhet mellan dessa olika ämnen. Ämnesdidaktik i matematik och naturvetenskap kan därmed ses som ett enda ämne, där kärnan i forskningsområdet utgörs av de gemensamma perspektiv och angreppssätt som finns inom ämnesdidaktik, oavsett om ämnet avser matematik eller naturvetenskap.
Vid Mittuniversitetet bedrivs forskning inom flera områden inom ämnesdidaktik i matematik och naturvetenskap. Till exempel finns forskning som berör olika aspekter av språk och kommunikation, forskning om systematiska och storskaliga utvärderingar samt att flera projekt är praktiknära, dvs. sker i nära samverkan med kommuner, skolor eller lärare.