Siswa yang menyelesaikan kursus geoscience sering menemukan diri mereka siap untuk melakukan penelitian independen dalam ilmu bumi. Program-program ini biasanya termasuk pemeriksaan rinci dari topik-topik seperti dinamika fluida, teori geologi dan penahanan polutan.

Persyaratan untuk program PhD biasanya meminta mahasiswa untuk telah meraih gelar Magister. Selain itu, tesis atau disertasi yang utamanya terdiri dari penelitian akademik asli harus diserahkan. Di beberapa negara, penelitian tersebut bahkan mungkin perlu dipertahankan di sebuah sidang di depan panel.