El Doctorado en Ciencias Físicas, de modalidad presencial y de jornada completa, ofrece cuatro líneas de investigación (Física Teórica, Física Experimental y Aplicada, Geofísica y Astronomía y Astrofísica), y contempla la aprobación de 203 créditos SCT durante 8 semestres, junto con la aprobación de un examen de calificación, del proyecto de tesis y del examen final de grado. El programa tiene como objetivo formar graduados altamente calificados con competencias para liderar proyectos de investigación original a nivel fundamental y/o aplicada en Ciencias Físicas. Las competencias esperadas incluyen el demostrar conocimientos avanzados en las áreas fundamentales de las Ciencias Físicas, comunicar efectivamente conocimiento en ciencias físicas, tanto oral y escrita a nivel nacional e internacional, participar y contribuir en discusiones científicas en grupos de investigación, comunicar en forma oral y escrita la interpretación de los datos procesados, según las exigencias laborales, y reconocer y aplicar los conocimientos científicos en charlas, presentaciones y publicaciones. El Doctorado en Ciencias Físicas está destinado a graduados de Licenciatura o Magíster en Física (y/o carreras afines), y que estén motivados para participar en un programa que presenta características notables, como ser el único programa de doctorado en física ofrecido en el sur del país, ser un programa que ofrece un abanico completo para la investigación en Ciencias Físicas al incluir las líneas de Geofísica y Astronomía y Astrofísica, tener laboratorios de investigación de nivel internacional y un cuerpo académico de excelencia.
Formar graduados altamente calificados en un área específica de las Ciencias Físicas, con competencias para liderar proyectos de investigación original a nivel fundamental y/o aplicada, además de comunicar sus resultados en todo contexto académico.