Główne działy teorii liczb, to [[algebraiczna teoria liczb]], [[analityczna teoria liczb]] oraz [[geometryczna teoria liczb]]. Wyodrębnionymi działami są też [[elementarna teoria liczb]] i [[kombinatoryczna teoria liczb]]. Poddziałem analitycznej teorii liczb jest [[probabilistyczna teoria liczb]]. Ponadto dwa główne działy analitycznej teorii liczb to [[multiplikatywna teoria liczb]] i [[addytywna teoria liczb]]. Teoria liczb pierwszych zalicza się do multiplikatywnej teorii liczb, a twierdzenie Lagrange’a: ''każda liczba naturalna jest sumą czterech kwadratów liczb całkowitych'', jest przykładem wyniku należącego do addytywnej teorii liczb (ale także do elementarnej teorii liczb). Także teoria liczb niewymiernych jest częścią analitycznej teorii liczb, ale ma zastosowania w teorii równań diofantycznych, które z kolei są częścią algebraicznej teorii liczb.
