Forskningsdelen fører fram til en vitenskapelig avhandling, som på slutten av studiet måforsvares offentlig og godkjennes av en bedømmelseskomité nedsatt av NTNU. Forskningenskal være grunnleggende og original innenfor det valgte området og utføres under veiledningav en hovedveileder.
Deler av avhandlingen skal normalt publiseres i internasjonale tidsskrifter eller på konferanser. NTNU legger stadig større vekt på publisering i sin strategi.
