Il dottorato, inserito nella Scuola di Dottorato in Scienze e Tecnologie per l'Innovazione Industriale è progettato per formare giovani capaci di affrontare le problematiche di ricerca di interesse dell'industria chimica e, in generale, dell'industria di processo. Le tematiche di interesse sono quelle che riguardano le trasformazioni di processo nei settori della petrolchimica, dell’industria chimica e farmaceutica, dell'energia (fonti tradizionali e rinnovabili), dell'ambiente (processi di depurazione, bonifiche e riciclaggio), della produzione di materiali innovativi e delle biotecnologie industriali, con attenzione agli aspetti della sicurezza industriale.
Il Dottorato si propone di sviluppare le capacità dei candidati per svolgere e coordinare attività di ricerca, trasferire i risultati su scala industriale, sviluppare nuovi processi e ottimizzare quelli esistenti. Il programma formativo è basato prevalentemente sullo sviluppo, sotto la guida di un supervisore, di un progetto di ricerca, scelto nell'ambito delle tematiche del dottorato e tenendo conto degli interessi dei candidati. L’attività di ricerca è integrata da un'attività didattica specifica consistente nella partecipazione, nell'arco dei tre anni, a corsi dedicati per un totale di 22 CFU, seminari (4 CFU) e altre attività formative riconosciute dal collegio per ulteriori 4 CFU.
I dottorandi sono incoraggiati a svolgere parte della loro attività presso università o centri qualificati stranieri.