Дослідження присвячено науковому обґрунтуванню теоретико-методичних засад професійно спрямованого навчання математики учнів старшої профільної школи. Основою концептуальної моделі математичної підготовки учнів профільної школи обрані: загальнонаукові підходи (системно-структурний, діяльнісний, аксіологічний, семіотичний, компетентнісний) до організації навчання, що забезпечують становлення й розвиток особистості учня; задачний підхід до навчання математики, який уможливлює організацію засвоєння змісту ПСНМ учнями профільної школи через уведення до змісту навчання професійно спрямованих задач; компаративістський підхід до дослідження проблем профільної диференціації навчання в історичному аспекті для порівняння явищ, дистанційно й просторово віддалених. Розроблені та теоретично обґрунтовані компоненти методичної системи професійно спрямованого навчання математики, які своєю цілісністю й взаємозалежністю передбачають усебічний вплив на формування особистості старшокласника через засвоюваний зміст, створюють умови для побудови індивідуальної освітньої траєкторії та опанування учнем рівня навчальної математичної діяльності, з'ясовують зв'язки між методами, прийомами, організаційними формами, засобами навчання, орієнтованими на формування професійної спрямованості особистості.