Obiettivo primario della formazione dei dottorandi è l'acquisizione di competenze necessarie per esercitare, presso Università, enti pubblici o soggetti privati, attività di ricerca di alta qualificazione. A tale fine, i dottorandi vengono formati, nell'ambito dei vari curricula, attraverso una costante attività di ricerca sperimentale ed un appropriato percorso didattico specialistico, onde ottenere, al massimo grado, lo sviluppo delle capacità di autogestire la ricerca in un contesto di competizione internazionale.

Il programma di dottorato si avvale anche della collaborazione con istituzioni e organizzazioni di ricerca nazionali e internazionali, nel contesto di accordi già stipulati dall'Università di Palermo e di altri che possono essere attivati in vista di uno sviluppo sempre crescente nella ricerca chimica, biologica, farmaceutica e tecnologica in tutti i suoi aspetti. Questa aggregazione ha mostrato negli anni significativi effetti sinergici soprattutto per quanto riguarda la collaborazione interdipartimentale, la completezza, l'importanza scientifica e l'ampiezza della ricerca svolta.

La stretta collaborazione tra le diverse competenze del Collegio di dottorato in Scienze Molecolari e Biomolecolari consente uno sviluppo sinergico degli obiettivi formativi, anche attraverso seminari congiunti, per ottenere un più ampio livello di conoscenza degli studenti di dottorato.