Le doctorat se prépare en trois ans après un master.
Point d'aboutissement des études supérieures, il correspond à un niveau bac + 8 années d'études. Le doctorat est une formation à et par la recherche, et à l'innovation.

La thèse de doctorat se prépare au sein d’une équipe de recherche reconnue et sous la direction d’un enseignant chercheur ou chercheur habilité à diriger des recherches.

Le volet formation inclut l’approche méthodologique de la recherche, des compléments théoriques éventuels et une préparation à l’insertion professionnelle future. Cet aspect de la thèse est pris en charge par l’Ecole Doctorale de rattachement.

Les études et recherches s’effectuent sur un thème défini en début de thèse. L’ensemble des points relatifs au déroulement de la thèse, incluant les droits et devoirs du doctorant et de son équipe d’accueil, est précisé dans une charte des thèses, signée par les protagonistes du projet.

La signature de cette charte a été rendue obligatoire par l’INSA de Lyon. Les travaux se déroulent entièrement au sein d’un laboratoire de l’INSA, ou partiellement dans le cadre d’un partenariat avec une entreprise, un organisme de recherche ou un laboratoire étranger (en particulier en cas de co-tutelle qui permet d’obtenir un double diplôme en accord avec une convention entre les deux établissements partenaires).

L’INSA de Lyon permet de préparer une thèse de doctorat dans l’une des spécialités (regroupées par Ecole Doctorale).

A noter : 640 doctorants, soit 12% de l’effectif total du PRES Université de Lyon, ont été accueillis en 2009/2010 dans les 21 laboratoires de l’Institut.
Parmi eux, on compte 50% d’étrangers, dont 13% en cotutelle avec une université étrangère.