Les doctorants sont formés par la recherche sur sept spécialités touchant principalement aux départements scientifiques Sciences pour l’ingénieur, Sciences et technologies de l'information et de la communication et plus en marge au département Sciences du vivant et de la santé.
Les domaines d'expertise de l'école doctorale sont :
- génie électrique et gestion de l’énergie : du composant au système ;
- ingénierie des plasmas ;
- haute fréquence et optique : de l’électromagnétisme au système ;
- nano-ingénierie et intégration, monitoring ;
- micro et nano-biotechnologies ;
- radio physique et imagerie médicale.
Quinze laboratoires d'accueil sont rattachés à l'école doctorale :
- Centre de recherche cerveau et cognition - CERCO
- Centre de recherche en cancérologie de Toulouse - CRCT
- Diagnostic des plasmas hors équilibre - DPHE
- Institut des maladies métaboliques et cardiovasculaires - I2MC
- Institut de recherche en astrophysique et planétologie - IRAP
- ISAE-SUPAERO Optronique, laser, imagerie physique et environnement spatial - Olimpes
- Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes - LAAS-CNRS
- Laboratoire de recherche ENAC
- Laboratoire plasma et conversion d'énergie - LAPLACE
- Laboratoire génie de production - LGP
- Laboratoire de physique et chimie des nano-objets - LPCNO
- Toulouse neuro imaging center - TONIC
- Immunité et cancer
- Institut universitaire du cancer de Toulouse - IUCT Oncopole
- CHU de Toulouse
