Das „Mathematikon“ besteht prinzipiell aus zwei verschiedenen Gebäudekomplexen.

Das südliche Gebäude, ein Geschenk der Klaus Tschira Stiftung an das Land Baden-Württemberg, bzw. an die Universität Heidelberg, soll die Raumnot der Universität lindern und sowohl Studierenden als auch Wissenschaftlern der Fakultät für Mathematik und Informatik sowie des interdisziplinären Zentrums für wissenschaftliches Rechnen neue Räume bieten. Der als Atrium aufgebaute Gebäudekomplex weist im EG eine Bibliothek sowie mehrere Seminarräume und einen Hörsaal auf. In den Obergeschossen befinden sich neben dem Dekanat und weiteren Seminar- sowie PC-Arbeitsräumen die eigentlichen Fachbereichsinstitute. Bei der Planung des Gebäudes wurde sehr viel Wert auf die Schaffung von hochwertigen Kommunikationszonen gelegt, die einen fachübergreifenden Informationsaustausch ermöglichen. So sind in allen Geschossen Loggien und offene Teeküchenbereiche vorgesehen. Zudem wurde ein über drei Geschosse offenes Eingangsfoyer ausgebildetet, welches über einen direkten Zugang zu einem freien Innenhof verfügt. Dieser Atriumsinnenhof soll sowohl als Aufenthalts- als auch als Eventzone genutzt werden.

Der nördliche Gebäudekomplex, der wiederum in den Obergeschossen aus zwei einzelnen Gebäudeteilen besteht, erhält in den Untergeschossen eine zweigeschossige Tiefgarage und im Erdgeschoss Einzelhandels- und Gastronomieflächen. In den Obergeschossen sollen Büro- und Laborflächen entstehen. Die Erschließung der Einzelhandelsgeschäfte erfolgt über eine attraktive Passage, die über ein verglastes Dach verfügt.

Der zwischen den beiden Gebäudekomplexen entstehende Platz soll mit den angeschlossenen Gastronomiebereichen eine hohe Aufenthaltsqualität erhalten.