למסלול יתקבלו תלמידים מצטיינים בעלי תואר שני (M.Sc. או תואר מקביל) במסלול עם כתיבת תזה בתחומים הבאים: מדעי החיים, ביוטכנולוגיה, ביואינפורמטיקה, מדעי הטבע או מדעי הרפואה. כמו כן רשאים להגיש מועמדות בעלי תואר מוסמך מתחומים נוספים, בתנאי שהם עומדים בתנאי הקבלה. הללו עשויים להיות מחויבים בלימודי השלמה על פי החלטת ועדת הדוקטורט. יתקבלו תלמידים בעלי ציון ממוצע כללי של 85 לפחות בתואר השני כאשר על עבודת התזה הציון הוא 86 לפחות. תלמידים שבידם עותק של מאמר שהתפרסם ממחקר התואר השני שלהם או כתב יד שנשלח לפרסום בכתב עת מדעי בינלאומי יזכו לעדיפות. מציאת מנחה למחקר בדרגת מרצה בכיר ומעלה מהחוג.

משך תכנית המחקר והלימודים הוא 4 שנים. לקבלת התואר "דוקטורט לפילוסופיה" ידרשו התלמידים למלא את התנאים הבאים: השתתפות חובה בסמינריון החוגי (לא לשקלול) ושמיעת קורסים בהיקף של 12-14 שש"ס במהלך התואר. הקורסים ייבחרו מרשימת הקורסים המוצעת ע"י החוג בתאום עם המנחה הישיר ובהתאם לתחום המחקר.