En doktorafhandling (også kaldet doktordisputats) er et større videnskabeligt, skriftligt stykke arbejde, som ligger til grund for en doktorgrad. Tildelingen af doktorgraden er udtryk for en anerkendelse af, at forfatteren har betydelig videnskabelig indsigt og modenhed og med sin afhandling har bragt videnskaben et væsentligt skridt videre (Doktorgradsbekendtgørelsen § 3, stk. 2). Afhandlingen forsvares ved en mundtlig forsvarshandling med offentlig adgang.
Personer, som har erhvervet en kandidatgrad, en magistergrad eller en ph.d.-grad inden for det nærmest vedkommende fagområde har ret til at indlevere en doktorafhandling til bedømmelse.
Forfatteren indleverer fem eksemplarer af doktorafhandlingen. De nærmere retningslinjer herom er beskrevet under hvert hovedområde.
Et særligt bedømmelsesudvalg nedsættes til at bedømme doktorafhandlingen. Det sker normalt inden for tre måneder efter modtagelsen af afhandlingen. Bedømmelsesudvalget består af to til tre medlemmer, som er fagkyndige inden for afhandlingens emneområde. Medlemmerne skal være professorer eller besidde en faglig indsigt på tilsvarende niveau. Bedømmelsesudvalget afgiver senest otte måneder efter dets nedsættelse en begrundet skriftlig indstilling om, hvorvidt afhandlingen antages til forsvar for doktorgraden eller forkastes.
Den offentlige forsvarshandling ledes af en ordstyrer. Som officielle opponenter udpeges to bedømmelsesudvalgsmedlemmer. Eventuelle uofficielle opponenter kan melde sig til. Doktoranden har ret til at indlede forsvarshandlingen med en forelæsning på op til en halv times varighed, hvori der gives en oversigt over afhandlingens emne og forskningsresultater fremlagt til bedømmelse. Hvis det mundtlige forsvar har været fyldestgørende, konfererer Akademisk Råd herefter doktorgraden.
Doktorgradsbekendtgørelsen udgør de formelle rammer for doktorgrader og æresdoktorgrader. Doktorgradsbekendtgørelsen suppleres af Regler for erhvervelse af doktorgraden ved Aarhus Universitet.
De praktiske retningslinjer gældende for hvert hovedområde er nærmere beskrevet: