As pesquisas desenvolvidas no grupo Psicologia da Educação Matemática - PSIEM estão voltadas para a análise das crenças, valores e atitudes em relação à Matemática e à Estatística, bem como das habilidades matemáticas e suas relações com a aprendizagem, o desempenho, a representação mental, o automatismo e a memória durante a aquisição e o desenvolvimento do pensamento matemático. A partir destes estudos o grupo incluiu os temas formação inicial e continuada de professores que ensinam matemática, uso de tecnologias para ensinar e aprender matemática e avaliação educacional.
O grupo PSIEM constrói, aplica e valida instrumentos de medida utilizáveis nos vários níveis de ensino. Embora o tema da avaliação seja recorrente desde 1984, com a adoção do SINAES alguns pesquisadores do grupo passaram a desenvolver estudos focados nesta temática, particularmente os referentes ao Exame Nacional de Desempenho dos Estudantes (ENADE).
As pesquisas são desenvolvidas, pelos componentes do grupo, nos diferentes níveis de ensino e abrangem a aquisição e o desenvolvimento do conhecimento matemático e estatístico, particularmente àqueles que envolvem a formação de conceitos, princípios e a solução de problemas. Os trabalhos são fundamentados a partir das concepções cognitivistas e os métodos de pesquisa utilizados tentam combinar aspectos quantitativos e qualitativos.
Vinculado à ANPEPP, o PSIEM desenvolve trabalhos de pesquisa preferencialmente em escolas da rede pública. São desenvolvidos ainda estudos sobre avaliações (SINAES) e exames em larga escala (como ENEM e ENADE), vinculando as Diretrizes Curriculares, as diretrizes das provas e o exame, além do perfil profissional de vários cursos.
Pode-se considerar que os estudos do PSIEM têm antecipado muitos temas. Ex: os estudos sobre os afetos e as habilidades. A pesquisa sobre desempenho dos alunos e o estudo sobre atitudes e ansiedade matemática foram mostrados em reportagens na imprensa ("Correio Popular" e "Folha de São Paulo").