
המחקר יהיה מקורי, עיוני או ניסויי, בסיסי או שימושי, תוך הדגשת הגישה המדעית והאנליטית, בהנחיה מצומצמת בהרבה מאשר במחקר למגיסטר. על המועמד/ת להוכיח את כשירותם למחקר, ואת יכולתם לבצע מחקר מקורי בעל ערך. כמו כן, עליהם להוכיח שהם ניחנים בסגולות היוזמה, הדמיון, ההתעמקות, כושר השיפוט וההתמדה הנדרשים מחוקר/ת עצמאיים. המחקר יחשב לבעל ערך אם הוא ברמה המאפשרת את פרסומו בכתב עת מדעי בעל מוניטין בינלאומי ואם הוא מקדם במידה ניכרת את הידע וההבנה בתחום במחקר.
המסלול המקובל, בו לומדים מרבית הסטודנטים לקראת תואר דוקטור. מיועד לבוגרי תואר שני מחקרי ברמה גבוהה. הסטודנטים מקדישים את מירב זמנם למחקר ונדרשים ללמוד מספר מצומצם של קורסים.
סטודנטים לתואר מגיסטר בנתיב מחקרי שהוכיחו כשרון ומצויינות במחקר והגיעו לממוצע גבוה בקורסים ונושא המחקר שלהם ניתן להרחבה להיקף הנדרש לעבודת דוקטור, יכולים לעבור למסלול הישיר לדוקטור, אם המנחה והוועדה לתארים מתקדמים ביחידה ממליצים על כך. לאחר המעבר, יוסב מעמד הסטודנט מסטודנט לתואר מגיסטר לסטודנט לתואר דוקטור, משך ההשתלמות יוארך, ותתווסף דרישת נקודות לתואר בהיקף שייקבע ע"י היחידה.
ניתן לבצע מעבר מתואר מגיסטר לדוקטור ישיר ביחידה בה הסטודנט רשום לתואר השני ועם אותם מנחים בלבד.
מסלול מצויינות המיועד למועמדים בעלי תואר ראשון מדעי או הנדסי, שסיימו את התואר הראשון בהצטיינות (ממוצע 90 לפחות), או שהיו מצטייני נשיא ב-4 הסמסטרים האחרונים ללימודים, והפגינו יכולת מחקרית יוצאת דופן כבר בלימודי התואר הראשון.