Visto que o ensino de matemática brasileiro está entre os piores em relação a outros países, novos métodos de ensino devem ser pensados. Jogos digitais são uma fonte de entretenimento bastante popular desde sua existência. Mas, além de entreter, jogos digitais podem ser utilizados para o ensino, fornecendo diversão, envolvimento e um enorme potencial de aprendizado. Esta classe de jogos é chamada de jogos sérios. A evolução tecnológica deu origem a novos dispositivos de IHC que possibilitam o desenvolvimento de formas de interação mais naturais ao homem, criando-se o conceito de NUI. O fator motivacional proporcionado pelos jogos sérios, amplificado por mecanismos de interação baseados em NUI, pode ser de grande utilidade para aumentar o interesse e auxiliar no processo de aprendizagem. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é investigar como pode ser empregada a tecnologia de NUI no desenvolvimento de jogos sérios aplicados ao contexto de ensino-aprendizagem da matemática. Quatro interações baseadas em NUI foram propostas e implementadas em protótipos de jogos sérios. Os resultados da avaliação realizada apontam que as interações desenvolvidas possuem grande potencial para ensinar diferentes conteúdos de matemática de forma divertida, motivadora e engajante.