积分精炼的种种尝试也引向了实数函数的非连续集合的“大小”的研究。在十九世纪末时，也发现了许多，像是处处不连续函数、处处连续但处处不可微分的魏尔斯特拉斯函数以及等，卡米尔·若尔当发展了若尔当测度，而格奥尔格·康托尔提出了现在称为朴素集合论的理论，勒内-路易·贝尔证明了贝尔纲定理。在二十世纪初期，利用公理化的集合论将微积分进行形式化，昂利·勒贝格解决了量测问题，大卫·希尔伯特导入了希尔伯特空间来求解积分方程。赋范向量空间的概念已经提出，1920年代时斯特凡·巴拿赫创建了泛函分析。
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