本书紧密结合人工智能领域的最新进展，系统性地介绍了支撑AI发展的核心数学概念、方法和思想。全书分为两大模块：基础篇和高阶篇。基础篇从人工智能的表示、度量和运算三个基础数学问题切入，为读者打下必须的数学基础和编程基础；在基础篇的基础上，高阶篇层层递进地介绍矩阵分解、回归方法、深度神经网络、最优化方法等人工智能中的核心问题及其最新的科学智能(AI for Science)和大模型进展。本书适用于所有理工科专业本科生作为教材，也适用于部分理工科专业研究生作为教材，也可供人工智能初学者学习参考。