Студијски програм докторских студија Молекуларна биологија носи укупно 180 ЕСПБ, траје 3 године и обухвата два модула: Молекуларна биологија и Физиологија. Орагнизују се два обавезна предмета који су јединствени за студијски програм и везани за израду докторске дисертације, пет обавезних семинара и рад на изради докторске дисертације. За сваки модул организује се већи број изборних предмета који су организовани у јединствени изборни блок за модул. Модул Молекуларна биологија садржи три подмодула, док модул Физиологија садржи пет подмодула. за сваки подмодул дефинисан је један обавезни предмет који студент похађа током прве године студија. Сваки студент у току студија стиче 45 ЕСПБ из изборних предмета, од чега је 9 ЕСПБ за обавезни изборни предмет за дати подмодул.

Програм се остварује кроз: (1) активну наставу која обухвата предавања, друге видове интерактивне теоријске наставе и студијски истраживачки рад (експериментални рад у лабораторији организован у форми „ротација“, семинари, експериментална израда докторске дисертације) и (2) индивидуални рад студената.

Праћење реализације програма је одговорност руководиоца подмодула и Комисије за докторске студије. Овим телом председава руководилац студијског програма а чине га руководиоци свих подмодула. Водећи наставник је задужен за организацију наставе у оквиру свог предмета. По правилу, водећи наставник ангажује по позиву више предавача из земље и иностранства од којих сваки реализује онај део програма датог предмета за који је научно компетентан. У програму су ангажовани и гостујући предавачи из иностранства.

Израда докторске дисертације сваког студента прати се од стране ментора и тутора са факултета. Њихова улога је да константно прате напредовање студената, саветују га у избору предмета и помогну у реализацији њихових истраживачких програма.