• Развој научних способности и академских вештина студената и њихово образовање за самосталан и тимски научноистраживачки рад кроз похађање комплексних обавезних и изборних предмета, праћење литературе, публиковање радова самостално и са коауторима, презентацију радова на релевантним скуповима и сл;
• Оспособљавање студената за израду и будуће вођење научноистраживачких и комплексних стручних пројеката у академској заједници и привреди кроз учешће у таквим пројектима;
• Развој способности студената да креирају иновативна решења узимајући у обзир социјалне, економске, безбедоносне и еколошке аспекте, као и принципе, норме, стандарде и протоколе инжењерске етике уз сталну свест о очувању научног и професионалног интегритета;
• Овладавање студената специфичним практичним вештинама неопходним за будући развој каријере кроз лабораторијски рад, креирање извештаја о обављеним мерењима, реализацију нових експерименталних постројења која се користе за израду дисертације, учешће у наставном процесу на нижим нивоима студија и развој компетенција за рад са студентима итд;
• Развој способности и компетенција студената за критичко мишљење, креативно и независно деловање;
• Унапређење и развој науке и технологије кроз научни допринос који се остварује у дисертацијама;
• Унапређење научноистраживачког рада на Факултету у складу са националном стратегијом „Моћ знања“ и савременим међународним академским и научним стандардима.

Програм докторских студија омогућава студентима да након завршених студија поседују знања, вештине, развијене способности и компетенције да:

• самостално и у тиму решавају комплексне практичне и теоријске проблеме у области у којој су докторирали и организују и остварују развојна и научна истраживања уз значајан допринос области машинског инжењерства;
• могу да се укључе у међународне научне пројекте;
• могу да реализују развој и практичну примену нових технологија и поступака у оквирима својих струка и да самостално савладавају, разумеју и користе најсавременија знања, методе и технике у датој научној области, као и да синтетишу, анализирају и процењују нова знања;
• самостално идентификују истраживачке проблеме и предлажу иновативна решења;
• критички и самокритички мисле, делују креативно и независно;
• сагледавају социјалне, економске и еколошке аспекте и предвиђају последице својих решења;
• поштују принципе етичког кодекса добре научне праксе уз сталну свест о очувању научног и професионалног интегритета;
• презентују своје научноистраживачке резултате на кохерентан начин у писаном и усменом облику и комуницирају на професионалном нивоу у саопштавању научноистраживачких резултата различитим циљним групама;
• научноистраживачке резултате саопштавају на научним конференцијама, објављују у научним часописима, кроз патенте и нова техничка решења;
• сарађују са ужим социјалним и међународним окружењем;
• доприносе развоју научне дисциплине и науке уопште.

Савладавањем студијског програма студент стиче следеће предметно-специфичне компетенције:

• темељно познавање и разумевање дисциплине одговарајуће струке;
• способност иновативног решавања проблема уз употребу научних метода и поступака;
• повезивање основних знања из различитих области и њихова примена;
• способност праћења савремених достигнућа у науци и струци;
• развој вештина и спретности у употреби знања у одговарајућем подручју;
• употреба савремених информационо-комуникационих технологија и рачунарских алата у овладавању знањима и решавању проблема у одговарајућим областима.

Доктор техничких наука у области машинског инжењерства стиче компетенције:

• контекста (компетенцију у смислу реалних околности, било професионалних или опште друштвених, чиме се примени знања и вештина у реалним околностима даје конкретан контекст у ком се очекује њихово испољавање),
• улоге (компетенцију као способност да појединац, када приступи некој групи, усваја одговарајуће улоге унутар те групе),
• учења ради стицања знања (компетенцију у смислу учења ради стицања знања, односно способност да учествује у новим искуствима, схвати и запамти смисао и значај тих искустава) и
• сагледавање (способност ангажовања на знатно сложенијим нивоима сазнања и свести, на интерном и екстерном плану, кроз процес промишљања о новом сазнању и искуству).