医院设有除儿科以外的所有科室、综合实力雄厚。心脏、肝癌、肾脏和肺部疾病诊治是医院的重点和特色，诊治水平始终处于国内领先地位。国家临床重点专科18个：消化科、检验科、麻醉科、心血管内科、内分泌科、胸外科、心脏大血管外科、临床护理、中医脑病科、呼吸内科、肾病科、普通外科、重症医学科、肿瘤科、医学影像科、器官移植科、急诊医学科和神经内科。心血管病和肝肿瘤为上海市临床医学中心（重中之重）。上海市心血管病研究所、复旦大学肝癌研究所、上海市影像医学研究所、上海市呼吸病研究所、上海市中西医结合康复研究所、上海市肝病研究所、上海市肾病与透析研究所、上海市临床生物信息学研究所、复旦大学呼吸病研究所、复旦大学血管外科研究所、复旦大学普通外科研究所、复旦大学内镜诊疗研究所、复旦大学核医学研究所、复旦大学超声医学与工程研究所、复旦大学慢性代谢性疾病研究所也设在院内，成为医院重要的研究机构。上海市的院内感染、超声诊断、呼吸内科、心血管内科、胸心外科、普通外科、综合医院中医药工作、血液透析8个临床质量控制中心也挂靠中山医院。
医院每年承担国家级、省部级重大科研项目近百项。近年获国家级、教育部、国家卫生计生委和上海市科技成果奖百项。设有博士点18个，硕士点21个，博士后流动工作站1个。是国家住院医师规范化培训基地医院，有卫生部专科医师培训试点基地19个，上海市专科医师培训基地28个，上海市住院医师培训基地15个。每年举办国家级继续医学教育学习班逾50期，招收进修医生超过700名，为国家培养了许多高级医学人才。
医院拥有先进的医疗设备，包括螺旋断层自适应放疗系统（Tomo）、PET-CT、320排640层超速螺旋CT、全数字平板式心血管造影机（DSA）、直线加速器、3.0T磁共振断层扫描仪、达芬奇机器人手术系统、单光子发射计算机断层扫描仪（SPECT）、数字化X线成像系统（DR）、重症监护系统和远程医疗教学系统等等。
中山医院始终秉承“以病人为中心”的精神，倡导“严谨、求实、团结、奉献”的院训，以严谨的医疗作风、精湛的医疗技术和严格的科学管理，努力为国内外病人提供更多更好的医疗服务。
