學科設置齊全，專科特點突出。
20多年來，陳星海醫院與小欖當地經濟社會同步健康發展，至今已發展成為壹所集醫療、科研、教學、預防、保健、康復治療於壹體的非營利性全民所有制二級甲等綜合性醫院。擁有各類先進醫療設備和較強的技術力量，形成了以醫院門診部、住院部、社區衛生服務中心三位壹體的服務架構。門診部設有急診、內、外、婦、產、兒、中醫、肛腸、皮膚、眼科、耳鼻喉、口腔、康復等科室；住院部設有腦系科（神經內科、神經外科）；外科二區（普外、泌尿、胸科、燒傷）；外三區（骨科）；內科壹區（呼吸、心血管、腫瘤）；內科二區（消化、內分泌、腎病、神）；內科三區（傳染病區）；婦科、產科；兒科及五官科等科室。專科發展均衡，形成了呼吸內科、消化內科、內分泌專科、心血管內科、肝膽外科、腦系科、骨外科、泌尿外科等重點專業學科。
呼吸內科開展的經皮介入法治療肺癌、高壓球囊擴張治療氣道狹窄、纖支鏡下縱隔活檢術等新技術等4次獲得省市科技進步獎；消化內科開展的無痛胃腸鏡診治術、食道癌擴張及支架治療術、食道靜脈曲張破裂套紮術、消化道出血粘膠止血及血夾止血術、胃造瘺術、胰膽管疾病診療術等內鏡診治技術已達到省級醫院水平。
外科微創手術治療是我院的特色之壹，曾先後成功開展各類普外科的腔 鏡手術，特別是膽管癌根治術、肝癌切除術、胰十二指腸切除術、門靜脈三維成像下選擇性門靜脈高壓癥的分流或斷流術等技術已經達到省級先進水平。腦外科應用立體定向儀技術，治療高血壓腦出血、腦積水，蛛網膜囊腫，帕金森病、頑固性疼痛、三叉神經痛等在中山市處於領先地位。骨外科開展的頸胸腰骨折前後路減壓植骨融合內固定術、關節置換術、椎體成形術、斷肢斷指再植術及微創內固定治療不穩定性骨盆環骨折等新技術，在省、市內均屬領先水平。泌尿外科可以順利開展等離子前列腺電切術、輸尿管鏡及經皮腎鏡碎石取石術、後腹腔鏡及腎上腺腫瘤切除術及膀胱瘤根治術+乙狀結腸正位膀胱術、微創治療女性壓力性尿失禁等高難手術。
婦科開展的各種高難度惡性腫瘤手術，如廣泛全宮切除+盆腔淋巴清掃、卵巢癌根治術、陰式全子宮切除術；腹腔鏡下各種婦科手術如宮外孕、子宮肉膜異位癥、子宮肌瘤剔除、陰道鏡下Leep刀治療大部分宮頸病變等技術已十分成熟。
兒科在危重癥搶救方面，對新生兒窒息、新生兒呼吸窘迫綜合征、新生兒顱內出血、新生兒破傷風、新生兒胎糞吸入綜合征、新生兒溶血病、重癥肺炎合並各種嚴重並發癥、哮喘持續狀態、喉炎並喉梗阻、心力衰竭、各種休克、嬰幼兒猝死、中毒以及意外傷害等危重癥具有豐富的臨床搶救經驗。