La Scuola di Dottorato in Fisiologia-Farmacologia-Tossicologia Molecolare e Cellulare è nata nell' anno accademico 2003-04 (XIX ciclo) dalla fusione dei dottorati di ricerca in Fisiologia cellulare e Neuroimmunofisiologia e Scienze Farmacologiche che avevano in comune molteplici finalità di ricerca e formazione e quindi potevano soddisfare le nuove direttive di ateneo.

Il dottorato in Fisiologia cellulare e Neuroimmunofisiologia era stato attivato a partire dall'anno accademico 1992-93 (VIII ciclo) con la collaborazione  delle Università di Bologna e Torino. Il dottorato in Scienze Farmacologiche era stato attivato a partire dall'anno accademico 1994-95 (XII ciclo) con la collaborazione  delle università di Firenze e Torino.

Le tematiche e la ricerca che caratterizzano la scuola costituiscono le basi culturali idonee a formare Dottori in Fisiologia-Farmacologia-Tossicologia Molecolare e Cellulare, con garanzie di accesso occupazionale nell'Industria farmaceutica - cosmetica - alimentare, nel mondo accademico e nelle Istituzioni di Ricerca dei Paesi della UE.

Nel primo anno la costante frequenza dei laboratori afferenti alla scuola consente ai dottoranti di acquisire le conoscenze pratiche su una vasta gamma di metodologie sperimentali che possono essere certificate con il conferimento del Master Scientifico culturale. Negli anni successivi i dottorandi sviluppano il proprio argomento di ricerca sotto la costante supervisione di uno dei docenti della scuola e grazie alle frequenti interazioni con laboratori nazionali ed esteri.

La scuola è promotrice insieme alla SIF (Società Italiana di Fisiologia) e alla SIF (Società Italiana di Farmacologia) dell' istituzione dei Seminari Nazionali per i Dottorandi in Farmacologia e Fisiologia. A partire dal 1997 queste riunioni si tengono annualmente alla Certosa di Pontignano, centro congressi dell'Università di Siena. Con questa iniziativa le Società di Fisiologia e Farmacologia si propongono di portare gradualmente tutte le tesi a livelli qualitativi simili e stimolare il confronto scientifico tra i vari dottorandi.