Luku
Korkeammalla abstraktiotasolla lukualuetta voidaan edelleen laajentaa muodostamalla kompleksiluvut. Historiallisesti ne otettiin ensimmäiseksi käyttöön yritettäessä muodostaa ratkaisukaavoja kolmannen ja neljännen asteen yhtälöille. Tässä yhteydessä otettiin käyttöön uusi luku, −1:n neliöjuuri, imaginaariyksikkö, jolle Leonhard Euler otti käyttöön merkinnän "i". Kompleksilukuja ovat kaikki muotoa 
olevat luvut, missä "a" ja "b" ovat reaalilukuja. Merkinnässä "a + bi" lukua "a" sanotaan kompleksiluvun reaaliosaksi ja lukua "b" sen imaginaariosaksi. Jos luvun reaaliosa on nolla, sitä sanotaan "puhtaasti imaginaariseksi". Jos taas imaginaariosa on nolla, luku on reaaliluku. Reaaliluvut muodostavat siis kompleksilukujen osajoukon. Kompleksilukuja, joiden sekä reaali- että imaginaariosa ovat kokonaislukuja, sanotaan Gaussin kokonaisluvuiksi.
Holomorfinen funktio
Tämä on sama kuin derivaatan määritelmä reaalifunktioille, paitsi että kaikki muuttujan ja funktion arvot ovat kompleksilukuja. Erityisesti on huomattava, että raja-arvoa laskettaessa kompleksiluku "z" lähestyy kompleksilukua "z", ja raja-arvon on oltava sama riippumatta siitä, mistä kompleksitason suunnasta lukua "z" lähestytään. Jos raja-arvo on olemassa, sanotaan, että "ƒ" on derivoituva pisteessä "z". Kompleksifunktion ja reaalifunktion derivaatoilla on useita yhteisiä ominaisuuksia: molemmat ovat lineaarisia, ja kummassakin tapauksessa tulon ja osamäärän derivointisäännöt sekä ketjusääntö vastaavat toisiaan.