Els estudis de Doctorat corresponen al tercer cicle universitari i ofereixen formació avançada en les tècniques de recerca. El Doctorat s'imparteix mitjançant cursos, seminaris o altres activitats i inclou l'elaboració i presentació d'una tesi doctoral, consistent en un treball original d'investigació. La superació del cicle condueix a l'obtenció del títol de doctor.
A l'ESAB es pot realitzar la tesi doctoral en col·laboració amb diferens grups de recerca.
El programa de doctorat TECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA I BIOTECNOLOGIA del Departament de Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia és el que actualment acull més estudiants de l'ESAB.
També hi ha estudiants de l'ESAB vinculats al programa de doctorat de FÍSICA APLICADA I SIMULACIÓ EN CIÈNCIES del Departament de Física i Enginyeria Nuclear, que treballen en modelització i simulació de sistemes biològics d'interès biotecnològic.
