دوره دکتری مهندسی مکانیک بالاترین مقطع دانشگاهی است که به اعطای مدرک دکتری (Ph.D) می انجامد و مجموعه ای هماهنگ از فعالیت های آموزشی و پژوهشی در زمینه های مختلف مهندسی مکانیک از جمله حرارت، سیالات، تبدیل انرژی، ترمودینامیک و احتراق جامدات،ارتعاشات، دینامیک کنترل و رباتیک، طراحی ماشین و ساخت و تولید و .... را در برمی گیرد. محور اصلی فعالیت های علمی دوره دکتری، به تناسب موضوع، پژوهش نظری، تجربی یا تلفیقی از این دو است و آموزش وسیله هموار ساختن راه حصول به اهداف پژوهش است.
در گروه مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی دوره دکتری مهندسی مکانیک فعال می‌باشد، همچنین مجوز موافقت قطعی ایجاد رشته مهندسی مکانیک-طراحی کاربردی گرایش مکاترونیک مقطع دکتری در گروه مهندسی مکانیک در مرداد 96 اخذ شده است.
چارت و برنامه درسی دکتری مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی
چارت و برنامه درسی دکتری مهندسی مکانیک گرایش مکاترونیک
چارت و برنامه دروس دکتری مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی