GP-EESでは博士課程前期・後期一貫教育(修士2年から4年間)を行います。国際的な環境・地球科学分野の教育を実現するために、各専攻で通常履修する科目に加えて、国際・学際研究力涵養プログラムと専攻・国境横断型コアプログラムを実施します。国際・学際研究力涵養プログラムでは、環境・地球科学の基礎から応用を英語で講義する環境・地球科学基礎講義Ⅰ，Ⅱ、環境・地球科学特殊講義Ⅰ，Ⅱ ，Ⅲの5科目(9単位)の講義を行います。専攻・国境横断型コアプログラムでは、特に専攻横断型での実施を意識した環境・地球科学実践科目を開講し、海外連携機関大学院生も交えたスクールの自主的な企画や参加、野外巡検などを行います（環境・地球科学実践演習Ⅰ，Ⅱ ，Ⅲ）。また、環境・地球科学特別実験Ⅰとして海外連携機関でのインターンシップ研修を原則として6か月以上行うことを義務付けます。以上により、本大学院の目指す先端研究力、学際展開能力、コミュニケーション能力、リーダーシップを身に付けます。
　博士課程前期及び後期修了時に学生の質を保証するためのQE (Qualifying Examination)を面接中心に行います。面接は、海外の大学・研究機関の研究者も含めて英語で行うことで、研究能力に加え、グローバルに活躍できる能力のある学生であることを保証するものです。本プログラムを修了したスーパードクター は、日本国内に限らず海外において、研究職の獲得を目指せる能力を身に付けることを目指します。
　なお、海外の大学からこのプログラムに参加する学生には、東北大学で環境・地球科学特別実験Ⅱとして6か月以上滞在し研究することを義務付けます(単位数は各国の事情に配慮し等価的に3単位に相当する単位とする)。