El estudio de materiales, objetos y estructuras biológicas de tamaño extremadamente pequeño se conoce como nanociencia. Los procesos químicos y eléctricos utilizados en la nanofabricación suelen investigarse durante estos programas con el objetivo de ampliar los límites de la ingeniería y las ciencias médicas.

Los requisitos para el programa de doctorado a menudo implican que el estudiante ya haya obtenido una maestría. Además, se debe presentar una tesis o disertación que consista principalmente en una investigación académica original. En algunos países, este trabajo puede incluso necesitar ser defendido frente a un panel.