Nesta revisão integrativa, exploramos as aplicações do mapa mental no processo de ensino e aprendizagem da Matemática. Buscamos por publicações nas seguintes bases eletrônicas: Educational Resources Information Center (ERIC), Scopus e Biblioteca Digital Brasileira de Teses e Dissertações (BDTD), sem limitação de idioma ou período, utilizando-se a combinação dos descritores "Mapa mental", (“Aprendizagem” ou “Ensino”) e “Matemática” e seus sinônimos, de acordo com o sistema de indexação de cada base. Catorze pesquisas foram incluídas, sendo 06 estudos quasi-experimentais, 05 não experimentais e 03 revisões da literatura. Após análise, identificamos a utilização do mapa mental em ambientes virtuais de aprendizagem, de forma colaborativa, com o uso de softwares que permitiram a inserção de vídeos e imagens em sua construção. Ainda, identificamos a aplicação do mapa mental no processo de ensino e aprendizagem da matemática para: a) Auxiliar na introdução e construção de um novo conhecimento; b) Estabelecer relações entre conceitos; c) Desenvolver a cognição matemática; d) Fornecer uma visão geral do conteúdo estudado; e) Revisar um conteúdo; f) Organizar a informação; g) Auxiliar na memorização; h) Resumir um conteúdo; i) Estimular a criatividade; j) Mostrar conexões entre a matemática e o mundo; k) Desenvolver habilidades críticas e análiticas; l) Avaliar, tornando visíveis as estruturas cognitivas dos estudantes. Concluímos que existe uma ampla variedade de uso do mapa mental, para o ensino e aprendizagem da matemática, da educação básica ao ensino superior, tanto por alunos quanto por professores. No entanto, por ser uma representação gráfica individual, sua elaboração depende do conhecimento do usuário, sendo importante que essa característica seja ponderada quando de sua utilização. Considerando que as evidências trazidas em nossa revisão são provenientes de estudos não experimentais e quasi experimentais, encorajamos a realização de pesquisas experimentais adequadamente dimensionadas para avaliar a efetividade dos mapas mentais no ensino da Matemática.