Le but du casse-tête est de remplir une grille avec des chiffres, de 1 à 4 pour une grille 4x4, de 1 à 5 pour une 5x5, etc., comme dans un Sudoku, de sorte qu'aucun chiffre n'apparaisse plus d'une fois dans une ligne ou une colonne donnée. De plus, les grilles de Mathdoku sont divisées en groupes de cellules fortement délimités et les nombres dans les cellules de chaque "cage" doivent produire un certain nombre "cible" lorsqu'ils sont combinés en utilisant une opération mathématique spécifiée (soit l'addition, la soustraction, la multiplication ou la division).