Şcoala Doctorală de Fizică organizează studii universitare de doctorat în următoarele direcţii: Biofizică şi Fizică medicală, Fizica atmosferei şi Pămantului – Surse regenerabile de energie, Fizică atomică, Fizică nucleară, Fizica particulelor elementare, Astrofizică şi aplicaţii, Fizica stării condensate, Fizică teoretică, Optică, Spectroscopie, Plasmă, Laseri, Fizică educaţională

Pentru studii de doctorat interdisciplinare, doctorandul poate fi îndrumat de doi conducători, în cotutelă. De asemenea, sunt încurajate studiile de doctorat organizate în cotutelă cu universităţi din străinatate.

În Şcoala Doctorală de Fizică activează un număr de 60 conducători de doctorat, cercetători recunoscuţi pe plan intern şi internaţional, iar studenţii doctoranzi au acces la o infrastructură modernă de cercetare atât în Facultatea de Fizică cât şi în institutele naţionale de cercetare de pe platforma Măgurele, care este un pol de excelenţă al cercetării în fizică din România.

În primul an al studiilor universitare de doctorat studenţii urmează un Program de pregătire universitară avansată, care oferă planuri de învăţământ distincte pentru fiecare direcţie de studii. Programul de cercetare ştiinţifică individuală, stabilit împreună cu conducătorul de doctorat, se desfăşoară în următorii doi ani de studii doctorale şi monitorizează progresul activităţii de cercetare ştiinţifică a studentului-doctorand, până la finalizarea tezei de doctorat.