En doktorgradsavhandling, også kjent som en doktoravhandling, er en omfattende og original forskningsoppgave som utføres av en kandidat som jobber mot en doktorgrad. Avhandlingen skal bidra med ny kunnskap til kandidatens fagfelt, og den må demonstrere kandidatens evne til å drive selvstendig forskning, analysere komplekse problemer, og formidle resultatene på en klar og overbevisende måte. Avhandlingen må vanligvis forsvares muntlig foran en komité av eksperter før kandidaten tildeles doktorgraden.

Eksempler:
1. Etter å ha tilbrakt flere år på å utforske sitt fagfelt, leverte Sandra endelig sin doktorgradsavhandling om klimaendringer.
2. Professor Johnson veileder fem studenter som jobber med sine doktorgradsavhandlinger innen biokjemi.
3. Det tok Lars flere år å fullføre sin doktorgradsavhandling i filosofi, men det var verdt strevet da han endelig fikk graden.
4. Utviklingen av en doktorgradsavhandling krever grundig forskning, analytiske ferdigheter og utholdenhet.
5. Etter å ha forsvart doktorgradsavhandlingen sin, ble Maria tildelt doktorgraden og kunne tiltre en stilling som forsker ved universitetet.