Il Dottorato in Ingegneria Meccanica ha come obiettivo la formazione di ricercatori e figure professionali in grado di condurre attività di ricerca avanzata e di sviluppo nel campo della meccanica dei sistemi e delle strutture, dei dispositivi controllati, delle macchine e dei fluidi. In particolare, la preparazione dei dottorandi verte sulla progettazione funzionale/strutturale e sul controllo delle macchine e dei loro componenti, sull'analisi dei sistemi meccanici in senso lato, sulle relative applicazioni in ambito industriale.
Nel corso del Dottorato gli studenti seguono insegnamenti su metodi teorici, strumenti numerici e tecniche di sperimentazione utili a comprendere a fondo i fenomeni fisici e a darne una spiegazione organica; il corso offre insegnamenti di III livello per elevare il grado di specializzazione.
Il Dottorato favorisce le esperienze internazionali, organizzando permanenze presso i molti istituti e centri di ricerca stranieri che collaborano con il Dipartimento (DIMEAS), incentivando la partecipazione a congressi internazionali, istituendo seminari e corsi di eccellenza con docenti stranieri di elevata qualificazione.