Fin dall'avvio del programma di Dottorato di Ricerca in Italia (1982), l'Università di Padova ha istituito un Corso di Dottorato di Ricerca in Astronomia. Questo corso di studi ha da subito riscontrato un ampio successo e ha contribuito negli anni a formare un'intera generazione di astronomi, grazie anche alla sinergia con i ricercatori dell'adiacente Osservatorio Astronomico dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Da una recente ricerca è risultato che più del 90% di coloro che hanno conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Astronomia a Padova lavora attualmente, in Italia o all'estero, nel settore della ricerca astronomica; il 72% di questi ha una posizione permanente in un Istituto di Ricerca o presso un'Università italiana o straniera.

L'Università di Padova ha voluto riconoscere l'eccellenza dei risultati finora raggiunti dal Corso; infatti, dal 2 gennaio 2006, il Corso di Dottorato di Ricerca in Astronomia è diventato Scuola di Dottorato di Ricerca in Astronomia. Pertanto, le Università di Padova e di Bologna risultano essere le uniche sedi universitarie italiane ad offrire tutti e tre i livelli di formazione universitaria in Astronomia (Laurea, Laurea Magistrale e Dottorato di Ricerca) in modo autonomo e indipendente da altre discipline.

In media, ogni anno, si iscrivono alla Scuola di Dottorato di Ricerca in Astronomia dell'Università di Padova 10-12 dottorandi, provenienti da tutta Italia e dall'estero, selezionati tramite un concorso pubblico di ammissione.
Altri dottorandi stranieri frequentano la Scuola di Dottorato di Ricerca in Astronomia in seguito a convenzioni specifiche con altre Università. La Scuola è un corso triennale post lauream che prevede un esame finale con discussione di una tesi.

Lo scopo della Scuola di Dottorato di Ricerca in Astronomia è creare giovani ricercatori che abbiano una formazione di eccellenza a livello internazionale nel loro specifico settore di ricerca. L'accordo EARA ed uno specifico finanziamento del MIUR e dell'Università di Padova (con un contributo dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Padova) permettono di completare la formazione dei dottorandi anche con stage presso Enti di Ricerca stranieri, convenzionati con il Dipartimento di Astronomia.