Et doktorgradsprogram er en offentlig godkjent treårig forskerutdanning. I en slik utdanning inngår det deltakelse på relevante undervisningskurs, skriving av en forskningsbasert avhandling, formidling og deltakelse i nasjonale og internasjonale forskningsforum. Utdanningen avsluttes med prøveforelesning og disputas, og gir kandidaten graden PhD.

Høgskolen i Telemark fikk i 2009 rett til å tildele doktorgraden innen prosess-, energi- og automatiseringsteknikk. Høsten 2010 ble doktorgradsprogrammet i økologi godkjent og i februar 2012 ble doktorgradsprogrammet i kulturstudier også godkjent.