A karunkon működő Fizikai Tudományok Doktori Iskolát a BME Nukleáris Technikai Intézetével közösen működteti a Fizikai Intézet. Doktori iskolánkban évente 10-15 hallgató kezd tanulmányokat. Hallgatóink szigorú felvételi vizsga alapján kerülnek a doktori iskolába és nyerhetnek ösztöndíjat. Az erős elméleti háttér mellett nemzetközi szintű laboratóriumi felszereltség biztosítja a szilárdtestfizikai, optikai és nukleáris technikai képzés színvonalát.

A PhD programunkban megjelenő kutatási témák kiterjednek a nanofizika, mágnesség, szupravezetés, felületfizika, holográfia, lézerfizika, kvantum-elmélet, és statisztikus fizika legújabb kutatási irányaira. Komoly hagyományokra támaszkodnak az alkalmazott optikai kutatások. A nukleáris fizika szakirány mellett új területként jelenik meg az orvosi fizika. Magyarországon egyedül a mi doktori iskolában folyik reaktorfizikai PhD képzés.

Az doktori iskola működésének feltételeit a Fizikai Intézet és a Nukleáris Technikai Intézet tanszékei, a karon létrehozott MTA-BME kutatócsoportok, valamint az együttműködő MTA kutatóintézetek biztosítják. Hallgatóink neves külföldi egyetemekkel és kutatóhelyekkel kialakított együttműködésekben vehetnek részt, melyek a néhány hetes látogatástól, az akár egy-két szemesztert magába foglaló hosszabb tanulmányútig is terjedhetnek. A PhD disszertációk kizárólag nemzetközi szinten publikált kutatási eredményeken alapulnak, többségük angol nyelven készül. Legjobb hallgatóink a tudományos fokozat megszerzése után a világ vezető egyetemein nyernek posztdoktori állást, majd sokan közülük két-három éves tapasztalatszerzés után hazatérve a magyar és a nemzetközi tudományos élet meghatározó kutatóivá válnak.