Le doctorat est un titre sanctionnant une expérience de recherche, de durée variable suivant les pays, ainsi que la rédaction et la soutenance d'un mémoire ou d'une thèse (thèse de doctorat). L'accès à des études doctorales s'effectue suite à l'obtention d'un master (ou d'un niveau jugé équivalent).
Durant sa thèse, le doctorant (ou chercheur débutant, le terme thésard étant entendu comme péjoratif - cf Guilde des Doctorants) mène un projet de recherche encadré par un chercheur confirmé, le directeur de thèse (souvent un Professeur, ou le titulaire d'une habilitation dans les pays où existe ce diplôme). En principe, le chercheur encadrant définit, parfois avec le doctorant, le sujet de la thèse et discute avec lui régulièrement pour faire le point sur l'avancée de son projet et lui faire profiter de son expérience.
Dans les sciences exactes, la thèse comporte une partie bibliographique (étude des articles déjà parus sur le sujet ou sur un sujet connexe) et peut s'accompagner de la rédaction d'une revue de littérature, une partie réflexion théorique et une partie réalisation : définition d'une problématique, établissement d'un protocole, réalisation d'expériences. Cet enchaînement peut être plus ou moins bien observé selon la nature des travaux de thèse (en termes d'innovation, de domaine d'application, d'un penchant plutôt théorique ou expérimental, etc.). Dans les sciences humaines ou le droit, la thèse peut être une recherche bibliographique, une étude de cas ou une réflexion sur un sujet. Une thèse d'histoire, par exemple, est la plupart du temps le résultat d'une recherche dans des archives qui n'avaient jusque là jamais été exploitées.
Dans la recherche publique, le doctorat est un prérequis nécessaire pour exercer la fonction de chercheur ou d'enseignant-chercheur. Afin d'enrichir leur expérience professionnelle, les jeunes docteurs partent souvent à l'étranger plusieurs années sur des contrats d'1 à 3 ans. Le jeune chercheur est alors un chercheur post-doctoral, que l'on abrège dans le langage courant par postdoc. Ces contrats peuvent s'effectuer dans des organismes de recherche publique ou en entreprise.
Dans les entreprises privées, les docteurs peuvent être recrutés pour exercer des activités de recherche (dans des services de recherche et développement de grandes entreprises par exemple) ou plus généralement comme ingénieurs. En France toutefois, l’insertion professionnelle des docteurs pose aujourd’hui problème. L’analyse comparative avec les autres pays de l’OCDE, qui enregistrent des taux de chômage des docteurs très faibles, montre que cette situation n’est pas due à une surproduction de diplômés. En France, malgré le développement des emplois en entreprise, c’est surtout le sous-investissement en recherche-développement du secteur privé et, dans une moindre mesure, la préférence donnée aux ingénieurs pour les postes de recherche qui pèsent sur l’insertion professionnelle des titulaires de doctorats. Cette situation est cependant en cours d'évolution, comme en témoigne la création récente de cabinets de recrutement spécialisés dans l'emploi et le recrutement des docteurs.
En suisse par exemple, seul pays européen à consacrer 3% de son PIB à la recherche, les titulaires d’un doctorat disposent d’une bonne capacité d’intégration sur le marché du travail non académique. Dans un rapport publié en 2007, le taux d'activité des doctorants était de 96,5% un an après l'obtention de leur diplôme. Ce même rapport indique que le doctorat peut constituer une voie d’accès à une fonction dirigeante, notamment à un poste de cadre moyen ou supérieur. Ainsi, 42% des titulaires d’un doctorat occupent une position dirigeante, contre seulement 15% des titulaires d’un diplôme.