Geriausiai besimokantys studentai turi galimybę tęsti studijas doktorantūroje. Įvykdžius doktorantūros studijų programą bei apgynus disertacinį darbą įgyjamas daktaro laipsnis. Gamtos mokslų fakultete vyksta šių mokslo krypčių doktorantūros studijos:

• biofizikos
• biochemijos
• biologijos (genetikos, mikologijos, mikrobiologijos)
• botanikos
• ekologijos
• geografijos
• geologijos
• zoologijos

Šiuo metu fakultete studijuoja 87 doktorantai. 2007 metais apgintos 22 (iš jų 4 mūsų darbuortojų) daktaro disertacijos.