Durant sa thèse, le doctorant mène un projet de recherche encadré par un chercheur confirmé, le directeur de thèse (souvent un professeur ou le titulaire d'une habilitation à diriger des recherches).

Le domaine de la recherche étant un domaine d'innovation, le sujet n'a bien souvent pas ou peu été étudié auparavant. Les travaux peuvent ne pas aboutir sur des résultats directement applicables à l'entreprise. De même, au cours des 3 ans de thèse, les objectifs initiaux peuvent être revus en fonction des premières observations. L'important est que le doctorant ait mené une démarche de chercheur et qu'il ait fait progresser les connaissances et la réflexion sur le sujet.

Le but est que la thèse soit lue par le plus grand nombre, à la fois pour la promotion de son auteur et pour participer aux développements et aux réflexions scientifiques du domaine de la thèse, voire pour valoriser les résultats vers une exploitation sociétale. Le meilleur moyen pour y parvenir est la production scientifique (publication, dépôt de brevet, etc.) avant et après la soutenance de la thèse.