Program Doktor merupakan program pendidikan di atas jenjang magister yang bertujuan untuk menghasilkan Doktor yang mempunyai sikap akademik yang tinggi, jujur, mempunyai kemampuan meneliti secara mandiri, dan mampu memberi sumbangan berarti kepada khasanah ilmu pengetahuan, kerekayasaan, atau seni.
Karakteristik utama program pendidikan doktor di Institut Teknologi Bandung adalah penelitian. Penelitian yang merupakan bagian dari program pendidikan doktor dapat dilakukan dalam berbagai bidang keilmuan di dalam kelompok keilmuan Matematika dan Pengetahuan Alam, Pengetahuan Teknik, dan Seni/Desain. Gelar Doktor diberikan setelah promovendus menunjukkan penguasaan pengetahuan secara mendalam dalam cabang keilmuan tersebut di atas, menunjukkan kemampuan dan keterampilan meneliti secara mandiri dalam satu atau lebih cabang yang tercakup ke dalam salah satu bidang tersebut di atas, dan penelitiannya harus bersifat asli/orisinil, serta menunjukkan kebaruan (novelty)dibidangnya. Hasil penelitian doktor harus menambah khasanah ilmu pengetahuan yang telah ada dan diharapkan dapat mengungkapkan masalah baru menurut kaidah ilmu pengetahuan, kerekayasaan, dan seni/desain.
Jangka waktu belajar untuk memperoleh gelar doktor dirancang selama 3 tahun (6 semester) dengan batas waktu maksimum belajar 5 tahun dan jumlah beban minimum 40 SKS dengan fokus pada penelitian. Pendidikan Program Doktor ITB dilaksanakan dalam 4 tahap yang mencakup kegiatan perkuliahan dan penelitian. Pada program pendidikan Doktor, 1 (satu) SKS menuntut 4 (empat) jam kegiatan akademik setiap minggu, selama 16 minggu per semester.