دانشگاه صنعتی امیرکبیر از سال 1384 اقدام به برگزاری دوره دکترای مهندسی مواد نموده است. هدف از این دوره انجام پژوهش بر روی چالش های بنیادین یا کاربردی زمینه های مهندسی مواد و پرورش نیروهای متخصص سطح عالی و پژوهشگران مستقل است. داوطلبان دوره دکتری لازم است از تحصیلات، شایستگی ها و توانمندی های پیش نیاز دوره برخوردار بوده و در آزمون ورودی دوره دکترا و مصاحبه علمی حضوری شرکت کنند. داوطلبان ممتاز با شرایط استعداد درخشان می توانند بدون آزمون ورودی در مصاحبه علمی شرکت کنند. دوره دکتری تخصصی مهندسی مواد 4 سال به طول می انجامد که در این مدت 12 واحد درسی، پژوهش، آزمون جامع، رساله دکتری، فرصت مطالعاتی، انتشارات مربوطه و همکاری های آموزشی و پژوهشی عمده فعالیت های دانشجوی دکتری را تشکیل می دهد.
‌سال اول: گذراندن 12 واحد درسی، شناسایی موضوع پژوهش و پروژه
سال دوم آزمون جامع دکتری و ارایه ی پیشنهاده (پروپوزال) رساله دکتری
‌سال سوم: مطالعات، پژوهش، گزارش ها و سمینارهای پیشرفت کار
سال چهارم: فرصت مطالعاتی، نگارش رساله دکتری و آمادگی برای جلسه دفاعیه