У роботі досліджено проблему підготовки майбутніх учителів початкової школи до роботи з математично здібними учнями. Здійснений аналіз філософської, психолого-педагогічної та фахової літератури засвідчив відсутність спеціальних досліджень окресленої проблеми. Уточнено сутність ключових понять дослідження: "здібності", "математичні здібності", "підготовка майбутніх учителів початкової школи до роботи з математично здібними учнями", "готовність майбутніх учителів початкової школи до роботи з математично здібними учнями". Здійснено аналіз сучасного стану підготовки студентів до роботи з математично здібними молодшими школярами та виокремлено критерії, показники й охарактеризовано рівні відповідної готовності. Розроблено модель професійної підготовки майбутніх учителів початкової школи до роботи з математично здібними учнями, яка має мету, організаційно-методологічний блок (методологічні підходи, принципи, педагогічні умови), змістово-операційний блок (етапи реалізації моделі, зміст, методи, форми організації, засоби навчання), оцінно-результативний блок (критерії, показники, рівні) і результат. Теоретично обґрунтовано та експериментально перевірено сукупність педагогічних умов підготовки майбутніх учителів початкової школи до роботи з математично здібними учнями.