Докторске академске студије на Саобраћајном факултету акредитоване су студијским програмом под називом Саобраћај. Студијски програм је организован као јединствен без посебних изборних подручја – модула. Студије су мултидисциплинарног карактера и циљ им је да оспособе младе истраживаче за самосталан научни рад, истраживање и развој научних способности и академских вештина за решавање сложених практичних и теоријских проблема планирања, пројектовања, управљања и експлоатације система у области саобраћаја, транспорта, комуникација и логистике. Студијски програм докторских студија усклађен је са савременим светским токовима и стањем науке у области саобраћајног инжењерства и може се упоредити са студијским програмима докторских студија одговарајућих страних високошколских установа. Докторске студије трају три школске године и њиховим завршетком стиче се 180 ЕСПБ бодова. Сви предмети су изборног карактера, заједнички су за све студенте и припадају ужој научној области Саобраћај, транспорт, комуникације и логистика. Индивидуално усмеравање студената на специфичне области истраживања омогућено је понудом великог броја теоријско-методолошких и научностручних предмета, чији су садржаји конципирани на најсавременијим научним достигнућима и трендовима. Студијски програм докторских академских студија обухвата похађање курсева и полагање испита из изабраних предмета, израду и излагање годишњег рада на докторском семинару, израду и одбрану предлога истраживања у оквиру докторске дисертације и израду и одбрану докторске дисертације.
Саобраћајни факултет је у досадашњем периоду три пута акредитовао Студијски програм докторских студија. Прве докторске студије акредитоване су 2009. године, други циклус акредитације уследио је 2014. године, а трећи 2021. године. Према тренутном наставном плану (из школске 2022/23) у понуди је 106 изборних предмета. Полагањем испита из шест изабраних предмета (сваки предмет носи 10 ЕСПБ) кандидати на крају прве године докторских студија стичу 60 ЕСПБ. Полагањем испита из три изабрана предмета (сваки предмет носи 10 ЕСПБ) кандидати у трећем семестру стичу 30 ЕСПБ. У четвртом семестру, излагањем годишњег рада на докторском семинару (10 ЕСПБ) и одбраном предлога истраживања у оквиру докторске дисертације (20 ЕСПБ) кандидати стичу укупно 30 ЕСПБ. Израдом и одбраном докторског рада кандидати стичу преосталих 60 ЕСПБ у трећој години студија. Научноистраживачки резултати докторских дисертација публикују се у реномираним међународним научним часописима са SCI листе. Завршетком докторских студија докторанди стичу научни назив доктор наука – саобраћајно инжењерство.