前期課程の各専門領域を担当する分野で研鑚を積み、さらに研究者への道を歩みたいと考える学生は、後期課程における総合理工学専攻に進学することになります。後期課程では前期課程のような分野に縛られない、総合的な研究指導体制をとっています。これによって、学生は主たる指導教員の指導のもとに、分野を越えて専門の異なる複数の教員の指導を受けることが可能になり、広い視野に立った斬新な研究が活性化されます。後期課程において行った研究の成果をもとに博士論文をまとめ、審査を受けて学位を取得できます。この後期課程は、学内の先端科学技術推進機構との連携はもちろん、国内の他研究機関や海外の大学との連携・交流を強化拡大し、多面的な研究教育を実践する方針をもっています。在籍学生は自身の研究を通じてこれらの活動に貢献することになり、さらにそれによって広い学識と国際的視野をもつ専門研究者への道を歩むことができます。