לתואר שני בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון ניתן ללמוד בשני מסלולים. בשני המסלולים סוקרים ולומדים מגוון רחב של נושאים מחקריים כמו: ביוטכנולוגיה, מיקרוביולוגיה וביולוגיה מולקולרית, הנדסת חומרים, ביוכימיה ותזונה מולקולרית, אריזה, הנדסת רקמות, אנזימולוגיה מולקולרית, ננו-ביוטכנולוגיה, ננו-אנקפסולציה ומיקרו-אנקפסולציה, ביופולימרים, הנדסת חלבון ויישומי ננו-מדעים במזון.

המסלול הראשון הוא מסלול מחקרי אשר במסגרתו נכתבת עבודת גמר מחקרית (תזה) בליווי של מרצה מן החוג, והוא המאפשר המשך ללימודים לקראת דוקטורט. המסלול השני הוא מסלול שאינו מחקרי, כאשר בתום הלימודים נערכת עבודת גמר או בחינה שאינה מחקרית. מסלול זה מתאים למהנדסים המעוניינים בהעמקת והרחבת השכלתם המקצועית והאקדמית, על מנת להתמקצע ולהתקדם לתחומים מסוימים וכן להטבת תנאי ההעסקה והשכר.

הנדסת ביוטכנולוגיה ומזון משתמשת באורגניזמים חיים לייצור מזון תעשייתי. כשמו כן הוא, התחום משלב בין טכנולוגיות חדשות לבין אורגניזמים ביולוגים ליצירת מזון על פי צרכי היצרן. בהנדסת מזון שואפים לשלוט בערכים התזונתיים של מוצר המזון, באורך חיי המדף שלו, בטעמו ובצורתו. התחום מצוי בתקופת פריחה ובשנים האחרונות חלים בו שינויים מרחיקי לכת. בישראל קצב ההתפתחות בתחום הנדסת המזון הוא מהמואצים בעולם, ויש צורך באנשי מקצוע מומחים אשר יודעים לתרגם את הידע התיאורטי שצברו במהלך לימודיהם לשימוש בשדה התעשייה.

לאחר שרכשו ידע תאורטי מקיף ומעמיק בתחום, בוגרי תואר שני בתחום זה הופכים מהנדסי מזון שמפתחים ומעצבים ציוד ותהליכים על מנת להפוך חומרי גלם חקלאיים ורכיבים שונים למוצרי מזון בריאים, נוחים לצריכה ומזינים.

לימודי תואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון פונים לבוגרי תואר ראשון בביוטכנולוגיה ומזון, אך גם בוגרים בתחומים הנדסיים נוספים. הלימודים פונים לאלו המעוניינים להעמיק את ידיעותיהם במחקר מעמיק בתחומי הנדסת הביוטכנולוגיה ותחום המזון. הסטדונטים ירחיבו את תחומי התמחותם וירכשו כלים ומיומנות שיאפשרו להם לבצע מחקר בתחום.

הסטודנטים ירכשו ידע בשיטות מחקר ובגישות לפתרון בעיות במחקר, הם ילמדו להשתמש בטכנולוגיות חדשות ויעסקו בניתוח תוצאות ניסויים ומחקרים. כמו כן, ילמדו הסטודנטים להכיר את כל החידושים בתחום הביולוגיה, יעקבו אחר ספרות חדשנית, ילמדו לפתור בעיות יסוד במדעי החיים ויכירו לעומק נושאים מתפתחים מתחומים שונים בביולוגיה, וכל זאת תוך טיפוח חשיבה עצמאית. לימודי התואר השני יפתחו בפני הבוגרים אפשרויות תעסוקה נוספות, וישפרו את מעמדם המקצועי ושכרם.

ללימודי תואר מוסמך אוניבסריטה בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון יכולים להתקבל בעלי תואר ראשון בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, אך גם בעלי תואר ראשון אחר בהנדסה או תואר ראשון אחר ממקצעות מדעי החיים יכולים להתקבל ללימודים, אך ידרשו בהשלמות של שיעורים מקורסי התואר הראשון, וזאת בהתאם לדרישות החוג וראש המחלקה.  

המועמדים ללימודים יידרשו להציג ממוצע של לפחות 80 בתואר הראשון, ישנן פקולטות מחמירות אף יותר שיבקשו ממוצע מינימלי של 85 בתואר הראשון על מנת להתקבל ללימודים. חלק מהמחלקות השונות דורשות תנאי קבלה נוספים ללימודי תואר מוסמך במדעי החיים, כגון: המצאת מכתבי המלצה, קיום ראיונות בפני ועדת קבלה, כתב הסכמה מאיש סגל במחלקה להנחות את התלמיד במחקרו ועוד. 

משך הלימודים לתואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון עשוי להשתנות בין מוסד לימוד אחד למשנהו, לרוב, המסלול אורך כשנתיים. בחלק מהאונברסיטאות ישנם שני מסלולים לתואר שני בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון, האחד הינו מסלול מחקרי הדורש הגשת תזה מחקרית והשני הוא מסלול מקצועי שאינו כולל הגשת תזה אלא עבודת גמר שאינה מחקרית. לרוב הלימודים במסלול המחקרי אורכים זמן רב יותר מאלו במסלול המקצועי. 

חשוב לציין כי מוסדות לימוד רבים מציעים הכשרה זו במתכונת של לימודי ערב או/ו שישי בבוקר, אופציה זו יכולה לתת מענה לאלו אשר רוצים לרכוש הכשרה זו אך אין באפשרותם לפנות את יומם לטובת לימודים אלו וזאת בעקבות התחייבויות קודמות. 

לימודי תואר שני בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון שואפים להקנות לסטודנטים ידע, הבנה, כלים ומיומנויות במגוון התמחויות, תחומים ונושאי לימוד. חלק מהתחומים שהסטודנטים נחשפים אליהם במהלך הלימודים הינם: כימיה פיסיקלית של מזונות, ביולוגיה, עקרונות בדיקות ללא הרס, איכות מזון וערך תזונתי, מיקרוביולוגיה של פתוגנים, רגרסיה ותכנון ניסויים, מדעי הסביבה, מדעי ההנדסה, פרקים מתקדמים באריזה, שיטות אנליטיות חדישות במזון וביוטכנולוגיה, עקרונות הערכה אוגנולפטית, ניתוח תהליכים בתעשייה, מדעי התזונה, תזונה מונעת - היבטים בריאותיים, פוליסוכרים במזון, טכנולוגיות מתקדמות בעיבוד חלבונים ועוד.

חשוב לציין כי נושאי ותוכניות הלימוד משתנים מעת לעת ובין מוסד לימודים אחד למשנהו, ולכן מומלץ לעיין בסילבוס החוג טרם תחילת הלימודים. 

בוגרי תואר שני בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון יוכלו להשתלב בתום לימודיהם במגוון רחב של חברות בתעשיית התרופות, בתעשיית הקוסמטיקה, באקדמיה, במוסדות ומכוני מחקר, במכוני תקינה, במוסדות ממשלתיים הקשורים בפיקוח על תעשיות המזון, בחברות תכנון, בחברות יעוץ הדרכה ושיווק, בגופים הקשורים לנושאי הסביבה ועוד - במשרות מפתח בכירות, שם יעסקו במחקר, בפיתוח, בייצור, באריזה ובשיווק של המוצרים לאורך כל תהליך ייצורו מראשית הייצור של חומר הגלם ועד לשיווק ולצריכת המוצר הסופי.

בוגרי התואר במסלול המחקרי, הכולל הגשת תזה, יוכלו להמשיך את לימודיהם באקדמיה לתואר דוקטורט, ולאחר מכן להשתלב עם הסגל האקדמי או לעסוק במחקר באקדמיה. כמו כן, בפני הבוגרים תעמוד האפשרות להשלים לימודי הוראת תעודה ולהשתלב בהוראת מקצוע הביוטכנולוגיה דרך המשרד החינוך. 

בוגרי תואר מוסמך אוניברסיטה בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון המעוניינים להתמקצע בתחומם אף יותר יוכלו להמשיך ללימודי דוקטורט. לצורך הקבלה למסלול הדוקטורט יצטרכו הבוגרים להציג השיגים לימודיים ומחקריים גבוהים מהתואר השני, ולהוכיח כי הם בעלי יכולות גבוהות לביצוע מחקר עצמאי. בנוסף, יצטרכו המועמדים להגיש הצעת מחקר לקראת בחינת המועמדות בפני ועדת בוחנים, וכן לעמוד בדרישות נוספות מטעם הפקולטות. 

כמו כן, יוכלו בוגרי תואר שני בהנדסת ביוטכנולוגיה ומזון להשלים לימודי תעודת הוראה ולהשתלב בתחום ההוראה דרך משרד החינוך. במסגרת לימודי תעודת הוראה הבוגרים יוכשרו להעברת חומר הלימוד המבוקש לתלמידים תוך שימוש באסטרטגיות ומיומנויות הוראה שונות ומגוונות.