לימודי דוקטורט בחוג לניהול משאבי טבע וסביבה הינם במהותם בין-תחומיים, ולכן יונחו על ידי 2 מנחים, שלפחות אחד מהם חבר סגל בחוג.

משך הלימודים לתואר "דוקטור" הינו 4 שנים, והוא מחולק ל- 2 שלבים:

• שלב מחקר א': הסטודנט יידרש להכין את הצעת המחקר המפורטת (שיכולה לכלול תוצאות ראשונות), לקבל את אישור המנחים להצעה, להגישה לעיון הוועדה החוגית ללימודי תואר שלישי ולעמוד בדרישות אחרות שיוטלו עליו (כמו השלמת קורסים, סמינרים). עם אישור הצעת המחקר על ידי הגורמים המוסמכים, הסטודנט יעבור למעמד של תלמיד מחקר שלב ב'. משך הזמן בשלב זה הינו כשנה.
• שלב מחקר ב': במהלך תקופת הלימודים בשלב מחקר ב' הסטודנט יידרש להשלים את כתיבת עבודת הדוקטורט. משך הלימודים בשלב זה לא יעלה על 3 שנים.

מנחי עבודת הדוקטורט, בתיאום עם יו"ר ועדת הדוקטורט החוגי, יקבעו לסטודנט המחקר את תכנית הלימודים שלו ואת היקפה, בהתאם לרקע האקדמי הקודם שלו ובהתאם לנושא המחקר המוצע (בהיקף של עד 10 שש"ס). כל תלמידי הדוקטורט יידרשו להשתתף בסמינר דוקטורנטים מחלקתי (בכל אחת משנות הלימודים) המתקיים אחת לחודש (בדרך כלל ביום רביעי האחרון של כל חודש).

מועמדים בעלי תואר שני ממוסד מוכר להשכלה גבוהה ללא תזה, יחויבו בהשלמת מסלול לימודי מחקר מקדים, בטרם יתחילו את לימודי הדוקטורט.