Program Studi Biologi Program Doktor FMIPA-UNS mengembangkan ilmu dasar dan terapan dengan memfokuskan pada pengembangan bioproduk dan biokonservasi sebagai upaya pengelolaan kekayaan sumber daya alam Indonesia. Lulusannya diharapkan mampu bersaing di tingkat nasional dan internasional. Kurikulum Prodi Biologi Program Doktor diarahkan untuk membekali mahasiswa dalam mengelola sumber daya alam hayati untuk menghasilkan bioproduk dan biokonservasi dari sumber hayati, baik di tingkat molekuler, sel, jaringan, individu, spesies, populasi, ataupun ekosistem melalui kajian interdisipliner, multidispliner, maupun transdisipliner. Pengembangan keilmuan di Prodi Biologi Program Doktor didukung adanya research group Biomaterial Tumbuhan, Biomaterial Hewan, Biomaterial Mikrobia, Biodiversitas dan Biokonservasi, yang masing-masing mempunyai spesifikasi obyek penelitian.
Biomaterial Tumbuhan memfokuskan penelitian pada sumber materi tumbuhan asli Indonesia untuk diuji dan dikembangkan menjadi produk pangan misalnya pumkin, obat, ataupun tanaman ornamental yang bernilai tinggi. Eksplorasi material tumbuhan tidak hanya berupa raw material tapi juga ke tingkat molekuler dengan target gen-gen tertentu seperti “coat protein gene” suatu virus yang dapat dikembangkan menjadi tanaman transgenik, Dan produk metabulisme sekunder tumbuhan asli indonesia, sehingga nantinya dapat dapat membantu mengatasi masalah pangan dan kesehatan.
Research group Biomaterial Hewan mengembangkan penelitian dengan subyek hewan sebagai materi utama. Karakterisasi morfologi menjadi dasar untuk pengujian dan treatment pada hewan tingkat rendah maupun tingkat tinggi, yang dilakukan dengan pendekatan molekuler seperti melalui DNA Mitokondria dan RFLP. Contoh unggulan yang dikembangkan grup riset ini adalah prospek untuk mendapatkan produk ternak lokal Indonesia (sapi/domba) untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas daging dan susu, juga keanekaragaman ikan, pengembangan pakan untuk budidaya sidat (Anguilla bicolor), pengembangan produk minyak ikan sidat dan pengembangan senyawa kemoprevensi kanker.
Research group biomaterial mikrobia memfokuskan penelitian pada mikroorganisme untuk mendapatkan produk yang bermanfaat di bidang pertanian, kesehatan, dan industri. Grup riset ini sedang mengembangkan pemanfaatan enzim selulase, hemiselulase,
lignoselulase, serta fitase untuk meningkatkan mutu pakan. Penelitian lain yang dikembangkan grup riset ini adalah eksplorasi mikroorganisme yang berpotensi sebagai pupuk hayati dan pengembangan senyawa anti quorumsensing untuk mengatasi infeksi tanpa antibiotik.
Research group Biodiversitas dan Biokonservasi mempunyai arah pengembangan eksplorasi dan inventarisasi keanekaragaman hayati tropika Indonesia. Fokus konservasi sumberdaya hayati tropika dari ranah ekosistem hingga genetiknya dilakukan melalui pendekatan molekuler berbasis 3 pilar konservasi yaitu studying, saving, dan using. Grup riset ini telah mengembangkan tanaman endemik dataran tinggi Carica pubescens, Selaginella, beberapa spesies sidat (Anguila spp.) dan ikan lokal tropika serta spesies sapi lokal Indonesia, melalui kajian pemetaan, karakterisasi (morfologi-molekuler) hingga pengembangan biomanajemen dan bioproduknya (inovasi pangan dan obat berbahan senyawa aktif). Pengembangan penelitian terutama diarahkan untuk mendukung pengembangan Prodi S3 Biologi, yaitu melanjutkan penelitian melalui pendekatan molekuler (analisis genom) sehingga mendukung biobisnis untuk mencapai tujuan konservasi.
Dari arah pengembangan keilmuwan keempat research group tersebut (Biomateri Hewan, Biomateri Tumbuhan, Biomateri Mikrobia, serta Biodiversitas dan Biokonservasi) akan menjadi pilar penyangga peminatan yang ada di Prodi S3 Biologi yaitu Bioproduk dan Biokonservasi.
