دوره دكتري مهندسي پزشكي بالاترين مقطع تحصيلي دانشگاهي است كه به اعطاي مدرك مي انجامد. اين دوره مجموعه هايي هماهنگ از فعاليت هاي آموزشي و پژوهشي را در زمينه هاي بيوالكتريك، بيومكانيك و بيومواد در بر می گيرد. آموزش وسيله برطرف ساختن كمبودهاي اطلاعات لازم داوطلب جهت حصول به اهداف تحقيق در مرزهاي دانش است. آموزش راه را براي حصول به اهداف تحقيق هموار مي سازد. هدف از ايجاد دوره دكتري مهندسي پزشكي عبارت است از:
- احاطه يافتن بر آثار علمي در يك زمينه خاص از مهندسي پزشكي
- يادگيري روش تحقيق مستقل و تحليل و حل سيستماتيك مشكلات
- كمك به پيشرفت مرزهاي دانش
- پرورش نوآوري و خلاقيت در زمينه‌هاي علمي و تحقيقي
تحقيق در مرزهاي دانش بصورت نظری و تجربي مربوط به اين دوره مي باشد. برخي از زمينه هاي تحقيق به شرح زير است:
- طراحي ابزار دقيق و تجهيزات بيمارستاني و وسايل اندازه گيري پزشكي
- مدلسازي و كنترل سيستم هاي بيولوژيكي
- پردازش سيگنال هاي بيولوژيكي و تصاوير پزشكي
- طراحي و ساخت سيستم هاي رهايش مواد بيولوژيكي
- ساخت پروتزها و اندام هاي مصنوعي
- تأثير متقابل انسان و ماشين
- تأثير متقابل مواد در بدن انسان
از گرایش های مهندسی پزشکی در مقطع دکتری می توان به موارد: بیوالکتریک، بیومکانیکو بیومواد اشاره کرد.