Il Dottorato di ricerca in Scienze della Terra, attivo dal 1991, si propone di formare figure altamente qualificate in grado di inserirsi non solo nei percorsi accademici, ma soprattutto nelle compagnie e negli enti di ricerca e non, pubblici e privati, nonché nella libera professione in ruoli di preminenza. Alla fine di questo percorso i dottori di ricerca sono formati per svolgere attività dedicate alla salvaguardia dell'ambiente ed alla mitigazione dei pericoli naturali, al reperimento ed all'utilizzo oculato nonchè alla difesa delle risorse naturali, alla caratterizzazione delle proprietà dei materiali geologici naturali, alla salvaguardia del patrimonio storico-monumentale.
Il corso di dottorato dura 3 anni accademici  ed è strutturato in tre curricula: 1) Geologia e Paleontologia 2) Scienze della Terra applicate 3) Chimica e Fisica del sistema terra. Il programma di formazione è orientato in funzione dei curricula e comprende i temi sottostanti

GEOLOGIA E PALEONTOLOGIA
- Complementi di petrografia del sedimentario; deformazione delle successioni sedimentarie con modellizzazione per mezzo di sand-boxes; introduzione allo studio dei nannofossili calcarei: applicazioni biostratigrafiche, paleoclimatiche e paleoceanografiche; ricostruzioni paleoceanografiche e paleobatimetriche attraverso l'uso dei foraminiferi bentonici.

SCIENZE DELLA TERRA APPLICATE:
- Geomorfologia applicata; telerilevamento e GIS, geomorfologia glaciale e periglaciale, idromorfologia, idrogeologia applicata, inquinamento e bonifiche delle acque, gestione delle risorse idriche, pianificazione territoriale, valutazione della pericolosità e rischio idrogeologico; valutazione della pericolosità sismica locale, caratterizzazione geologico-tecnica di terreni e rocce, metodologie d’indagine diretta e indiretta, geologia urbana, geofisica applicata.

CHIMICA-FISICA DEL SISTEMA TERRA
- Petrologia e geocronologia dei processi mantellici, magmatici e metamorfici; metamorfismo "industriale" nella trasformazione dei geomateriali; processi di trasformazione dei minerali in condizioni di alta T e alta P; cristallografia e cristallochimica; geologia dei basamenti cristallini; geochimica degli elementi in tracce; geochimica isotopica, processi di interazione acqua-roccia, metodologie microanalitiche; tecniche diffrattometriche. Applicazioni della mineralogia e della petrologia: materiali da costruzione lapidei e ceramici strutturali.

Gli allievi ammessi al dottorato sono tenuti a presentare un piano di studio e di ricerca di durata triennale la cui struttura prevede sia attività formative che di sviluppo. L’ammissione agli anni successivi al primo avviene in base all’esito di una relazione fatta al collegio dei docenti sull'attività svolta nell'anno in corso e sul programma per l'anno successivo.

Alla conclusione del triennio gli allievi devono preparare un elaborato scritto (Tesi di Dottorato) che viene dapprima discusso di fronte al Collegio dei docenti e successivamente davanti ad una commissione nazionale che rilascia il titolo di Dottore di Ricerca in Scienze della Terra.