החוג למתמטיקה מציע תכנית לימודים מצוינת לתלמידי דוקטורט במתמטיקה.

מטרתה של תכנית הדוקטורט היא לבצע מחקר עצמאי תחת הנחייתו של אחד מחברי הסגל הבכיר בחוג. בנוסף, נדרשים התלמידים לקחת מספר מצומצם של קורסים מתקדמים.

תלמידים המעוניינים בתכנית הדוקטורט נדרשים למצוא חבר סגל בכיר אשר ישמש כמנחה של עבודת הדוקטורט. תכנית הלימודים המלאה תיקבע על ידי המנחה והוועדה החוגית ללימודים מתקדמים על מנת להכשיר את התלמיד בצורה מיטבית למחקר עצמאי מתקדם.