La Faculté des Sciences décerne le titre de Docteur ès Sciences, mention Sciences de la Terre. Les candidats à cette formation doivent être titulaire d'un diplôme d’ingénieur-géologue, d'un diplôme de géologue, d'un diplôme en sciences naturelles de l’environnement ou d'un autre titre jugé équivalent. La section des sciences de la Terre et de l'environnement offre la possibilité d'effectuer un travail doctoral via l'intermédiaire de ces départements et institut. Les candidats intéressés sont priés de contacter directement un professeur dans le domaine de recherche visé. La section compte en permanence une quarantaine d'étudiants doctorants financés par divers fonds de recherche d'origine privée (compagnies pétrolières, minières,...) ou publique (Fonds National Suisse pour la Recherche).

La Conférence Universitaire de Suisse Occidentale (CUSO) promeut la coordination et la collaboration entre les acteurs universitaires romands au niveau doctoral.