La problémathèque est une plateforme collaborative et évolutive proposant aux enseignantes et enseignants des problèmes mathématiques stimulants, conçus à partir des travaux de la recherche, pour tous les niveaux de la maternelle au lycée. Chaque problème est accompagné d'une fiche offrant une analyse didactique du problème dans l’objectif d'outiller les enseignants dans la préparation de l'activité en classe.

Une équipe de 10 coordinatrices et coordinateurs de domaines, tous chercheuses et chercheurs en cognition numérique ou en didactique des mathématiques, a travaillé en étroite collaboration avec une vingtaine d’auteurs, la Dgesco ainsi qu’une équipe d'inspectrices et inspecteurs pédagogiques régionaux pour élaborer une collection de près de 150 problèmes. Ces problèmes, pour lesquels la démarche de résolution n'est pas connue à l'avance, invitent les élèves à dépasser les démarches de résolution superficielles et à approfondir leur compréhension des notions ciblées. Le choix et la conception des problèmes s'appuient sur des résultats de la littérature scientifique en sciences cognitives, psychologie de l'apprentissage, neurosciences, didactique des mathématiques, ainsi que sur des expérimentations en classe.