Analytisk tallteori tar i bruk metoder fra analysen for å behandle problemer vedrørende tall. Primtallsteoremet og den relaterte Riemann-hypotesen er eksempler på dette. Warings problem (representere et gitt tall som en sum av potenser), hypotesen om tvilling-primtall (finne uendelig mange par av primtall med differanse 2) og Goldbachs hypotese (skrive partall som sum av to primtall) er eksempler på problemer innenfor tallteorien hvor en også har brukt analytiske metoder for å komme nærmere en løsning.