Viena iš svarbiausių doktorantūros paskirčių – rengti mokslininkus, gebančius užtikrinti mokslo bei studijų tęstinumą ir plėtrą.
Lietuvos sporto universitete yra vykdomos Edukologijos ir Biologijos krypties doktorantūros studijos.
Socialinių mokslų srities Edukologijos krypties doktorantūros studijos vyksta nuo 1993 metų. Per 1993–2017 m. laikotarpį parengti 53 mokslo daktarai. Nuo 2018 m. LSU vykdo bendras Edukologijos mokslo krypties doktorantūros studijas su Kauno technologijos ir Vilniaus universitetais.
Gamtos mokslų srities Biologijos krypties doktorantūros studijos LSU vyksta nuo 1993 metų. Nuo 2011 m. pradėtos vykdyti bendros Lietuvos sporto universiteto ir Tartu universiteto (Estija) Biologijos mokslo krypties doktorantūros studijos. LSU, dalyvaujant TU biologijos mokslo krypties doktorantūra sustiprina biologijos krypties tyrimus, padeda integruotai ir išsamiau tirti nagrinėjamas mokslines biologijos problemas.