Las matemáticas y la Mona Lisa trata sobre los aspectos comunes entre arte y ciencia que se observan en casi todos los aspectos de la vida, y sobre el trabajo de Leonardo da Vinci. Atalay busca la fusión entre arte y ciencia en pintura, arquitectura, escultura, música, matemáticas, física, biología, astronomía e ingeniería, y el acercamiento entre las culturas correspondientes a ambos campos. Analiza en profundidad las matemáticas y la estética subyacente a las ciencias y al arte, dedicando una atención especial a la secuencia matemática conocida como serie Fibonacci y a la noción de la "proporción áurea" o "proporción divina" que nace de la misma y que constituyen la clave para entender la unidad entre arte y ciencia.