Chương trình đào tạo Tiến sĩ Công nghệ sinh học tại Viện Đào tạo và Nghiên cứu xuất sắc – Đại học Thái Nguyên, với thời gian đào tạo từ 1,5- 2 năm, được xây dựng theo định hướng nghiên cứu chuyên sâu, nhằm đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học trình độ cao, có năng lực tạo ra tri thức mới và dẫn dắt hoạt động nghiên cứu, phát triển và chuyển giao công nghệ. Chương trình tập trung vào các hướng ưu tiên như công nghệ sinh học nông nghiệp, thực phẩm, môi trường và y dược, góp phần cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ phát triển công nghiệp sinh học, nông nghiệp công nghệ cao, y sinh và bảo vệ môi trường, đồng thời đáp ứng yêu cầu đổi mới sáng tạo và hội nhập quốc tế.
Nghiên cứu sinh được bồi dưỡng nền tảng chuyên sâu và liên ngành về sinh học phân tử – tế bào, di truyền, hóa sinh, vi sinh và sinh y học, làm chủ lý thuyết và phương pháp nghiên cứu hiện đại để phân tích, tổng hợp và phát triển hướng nghiên cứu mới. Chương trình nhấn mạnh năng lực nghiên cứu độc lập, thiết kế – triển khai – quản lý đề tài, xử lý dữ liệu phức tạp, công bố kết quả trên các tạp chí uy tín trong nước và quốc tế; đồng thời phát triển tư duy phản biện, sáng tạo, hợp tác liên ngành và năng lực trình bày – phản biện học thuật thông qua seminar và hoạt động nhóm nghiên cứu. Nghiên cứu sinh được yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt đạo đức khoa học, trách nhiệm nghề nghiệp và trách nhiệm xã hội, hướng tới gắn kết nghiên cứu với nhu cầu thực tiễn.
Viện Đào tạo và Nghiên cứu xuất sắc là đơn vị đào tạo sau đại học trọng điểm của Đại học Thái Nguyên, quy tụ đội ngũ giảng viên, nhà khoa học hàng đầu của toàn Đại học, cùng với sự tham gia của một số chuyên gia trong nước và quốc tế, triển khai mô hình gắn kết đào tạo – nghiên cứu – ứng dụng. Nghiên cứu sinh hoàn thành chương trình được cấp bằng Tiến sĩ do Giám đốc Đại học Thái Nguyên ký và cấp. Sau tốt nghiệp, Tiến sĩ Công nghệ sinh học có thể làm việc với vai trò nhà khoa học, giảng viên, chuyên gia nghiên cứu tại cơ sở đào tạo, viện nghiên cứu, doanh nghiệp công nghệ sinh học và cơ quan quản lý khoa học – công nghệ trong và ngoài nước.