কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের গাণিতিক সূত্রায়ন (ইংরেজি: Mathematical formulation of quantum mechanics) বলতে কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের একটি কঠোর বিধিবদ্ধ বর্ণনা প্রদানকারী গাণিতিক সূত্রসমূহের সমষ্টিকে বোঝায়। বিংশ শতাব্দীর প্রথম দিককার বছরগুলিতে এই গাণিতিক সূত্রগুলি লিপিবদ্ধ হয়েছিল। এই সূত্রগুলির প্রকৃতি পূর্বতন সূত্রগুলির চেয়ে আলাদা। এগুলিতে বিমূর্ত গাণিতিক সংগঠন, যেমন অসীম-মাত্রাবিশিষ্ট হিলবার্ট জগৎসমূহ এবং ঐ জগৎগুলির উপর প্রযুক্ত অপারেটর ব্যবহার করা হয়েছে। এই সংগঠনগুলির অনেকগুলিই ফাংশনাল বিশ্লেষণ নামক বিশুদ্ধ গণিতের একটি গবেষণা ক্ষেত্র থেকে নেয়া হয়েছিল। এই বিশেষায়িত ক্ষেত্রটি কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের সমসাময়িককালে উদ্ভাবন করা হয় এবং কোয়ান্টাম বলবিজ্ঞানের গাণিতিক ব্যাখ্যার চাহিদা ক্ষেত্রটির উন্নয়নে প্রভাব রেখেছিল। সংক্ষেপে, ভৌত পর্যবেক্ষণসম্ভব রাশি যেমন শক্তি ও ভরবেগের মানগুলি দশা জগতের ফাংশনসমূহের মান হিসেবে আর গণ্য করা হচ্ছিল না। বরং এগুলিকে হিলবার্ট জগতে রৈখিক অপারেটরসমূহের আইগেনমান হিসেবে গণ্য করা হল।