Los alumnos que hayan obtenido la suficiencia investigadora podrán inscribir la tesis doctoral. Para ello, presentarán un proyecto de Tesis avalado por el director del mismo. El Departamento correspondiente de cada Universidad evaluará el proyecto en función de los criterios que se indican a continuación:

- Revisión satisfactoria y suficiente de la bibliografía referencial y básica.
- Propuesta de objetivos y conclusiones a alcanzar.
- Hipótesis de trabajo suficientemente desarrolladas.
- Metodología propuesta, justificada en función del proyecto.

La tesis doctoral se realiza normalmente en el marco de una de las líneas de investigación (ver apartado correspondiente a las líneas de investigación adscritas al programa y que se están llevando a cabo en las Unidades de Investigación de las Universidades que imparten el programa) bajo la dirección de uno o varios investigadores integrantes del programa u otros debidamente autorizados para ello.

Durante este periodo, se pretende que los alumnos del doctorado trabajen a tiempo completo en la investigación, que realicen una o varias estancias en centros de investigación extranjeros y que, en todos los casos posibles se pongan las bases para obtener la mención de doctorado europeo. Además, se pretende acortar al máximo el ciclo entre la defensa de la tesis y las publicaciones. De hecho, en alguna de las Universidades que participan en el programa existe normativa que permite presentar la tesis en forma de colección de artículos aceptados o sometidos en revistas científicas de carácter internacional.

Se potenciará que los doctorandos del Programa POT consigan el Doctorado Europeo, propiciando su estancia en Centros de investigación extranjeros, la redacción de uno de los capítulos de la tesis doctoral en un idioma de la Comunidad Europea, distinta de la propia del doctorando, y la constitución del tribunal de la tesis doctoral con dos miembros de países distintos a la de origen del doctorando.