El estudio de materiales, objetos y estructuras biológicas de tamaño extremadamente pequeño se conoce como nanociencia. Los procesos químicos y eléctricos utilizados en nanomanufacturing son a menudo investigados durante estos programas con el objetivo de ampliar los límites de la ingeniería y las ciencias médicas.

Los requisitos para un programa de Doctorado suelen implicar que el estudiante haya obtenido ya un título de Máster. Asimismo, debe presentarse una tesis o disertación que consista principalmente en investigación académica original. En alguno países, esta tesis incluso debe defenderse ante un tribunal.