دوره آموزشی پژوهشی دکترای مهندسی مواد و متالورژی بالاترین مقطع تحصیلی دانشگاهی در این رشته است که به اعطای مدرک دکترای تخصصی (Ph.D) در پایان دوره پس از احراز شرایط لازم می انجامد. دوره شامل دروس نظری اصلی و تخصصی و پژوهش اصیل در قالب موضوع رساله و پایان نامه می باشد. دروش تئوری تخصصی و پژوهش تجربی بایستی در ارتباط با یکدیگر و و در گرایش خاص و هماهنگ باشند که منجر به تخصص در زمینه مربوط گردد. گرایش های مورد نظر می تواند مواد پیشرفته و متالورژی پودر، خواص فیزیکی و مکانیکی مواد، استخراج فلزات، خوردگی و حفاظت مواد، سرامیک، شکل دادن مواد، ریخته گری، جوشکاری و ... باشد.
اهداف دوره دکتری مهندسی مواد و متالورژی مشتمل بر موارد ذیل است:
- یافتن تخصص در سطح عالی در یک زمینه خاص از مهندسی مواد و متالورژی و اشراف بر آثار علمی مربوطه در این زمینه
- آشنائی با روش های پیشرفته تحقیق و قابلیت نوآوری در زمینه تخصصی و پیشرفت و گسترش مرزهای دانش
- دستیابی به آخرین و جدیدترین مبانی علمی و پژوهشی و تکنولوژی در گرایش مربوطه
- تسلط بر مبانی علمی زمینه تخصصی مربوطه در مهندسی مواد و متالورژی و قابلیت حل مسائل علمی و مهندسی و ارزیابی و تجزیه و تحلیل آنها
طول دوره دکترای مهندسی مواد و متالورژی چهار و نیم سال و مشتمل بر دوره آموزشی و پژوهشی است. دوره آموزشی شامل 24 واحد می باشد که از 10 واحد دروس اصلی دوره دکترای مهندسی مواد و متالورژی، 8 واحد دروس تخصصی زمینه اصلی (گرایش) و 6 واحد دروس زمینه فرعی انتخابی تشکیل شده است و دوره پژوهشی شامل انجام رساله دکترای 24 واحدی است.