Se presentan los resultados de una investigación acerca del desarrollo profesional de un profesor de matemáticas a través de un estudio de caso de un profesor de secundaria de un colegio público de la ciudad de Bogotá. El estudio surgió a partir del planteamiento de preguntas acerca de cómo es la formación continua del profesor, los avances disciplinares y las demandas culturales: ¿Qué necesita saber y saber hacer un profesor para enseñar matemáticas? ¿Cuáles son las creencias y concepciones de los profesores de matemáticas que caracterizan su actuación profesional? ¿Cuál y cómo es su conocimiento especializado? ¿Cómo es el desarrollo profesional de los profesores de matemáticas? Las relaciones entre las posibles respuestas a estas preguntas permitieron establecer el problema de investigación: ¿Qué elementos caracterizan el desarrollo profesional de un profesor de matemáticas de la escuela secundaria? Se optó por analizar la práctica de un profesor a partir de una perspectiva cognitiva entendiendo que el profesor es un ser complejo que como profesional tiene una formación, unos problemas significativos que inciden directamente en sus concepciones y conocimiento profesional, focalizándose en el conocimiento que dispone el profesor para la enseñanza de las matemáticas. La investigación está fundamentada en el estudio del conocimiento especializado del profesor de matemáticas, entendido como aquel que se pone en juego cuando se tiene la intencionalidad de enseñar un contenido matemático (Muñoz-Catalán, Contreras, Carrillo, Rojas, Montes y Climent, 2015), organizado por medio de seis componentes: tema, estructura matemática, práctica matemática, enseñanza de las matemáticas, características del aprendizaje de las matemáticas y estándares de la enseñanza de las matemáticas. El trabajo de campo fomentó la revisión de la práctica del profesor y permitió la revisión de su práctica a través de un trabajo colaborativo (Bednarz & Jean-Luc, 2015); él afirmó que la presencia del investigador en el aula y el diálogo permanente acerca de la práctica le permitieron tomar consciencia de aspectos que tenía que cambiar. Los resultados de esa colaboración fluyeron en el devenir de las conversaciones formales e informales que se tuvieron a lo largo del estudio en cuanto dependieron directamente del actuar del profesor y de la planificación de su clase mientras se tomaba información para caracterizar su conocimiento especializado. El profesor, buscando tener coherencia entre lo que dice hacer y lo que hace, pensó y reflexionó sobre su práctica, problematizándola, comprendiendo algunos aspectos de esta, enfocándose en las necesidades de sus estudiantes, replanteando las actividades y la forma de explicar, y evaluando la manera como se produce el aprendizaje; lo cual se corresponde con el proceso de desarrollo profesional Se concluye que el modelo del conocimiento especializado del profesor (de matemáticas) es una herramienta importante en la acción de profundizar sobre el conocimiento del profesor y permite describir de forma más detallada cómo se produce el desarrollo profesional cuando se reflexiona sobre la práctica, y es eje articulador de este proceso en cuanto el reconocimiento del conocimiento especializado a través de la práctica puede conducir hacia el desarrollo del ejercicio profesional del profesor.