中山市陳星海醫院建立于1958年,前身為小欖鎮衛生院。1984年由中山市榮譽市民、香港欖鎮同鄉會會長陳星海先生捐資擴建,小欖鎮政府為紀念其善舉冠名為“中山市陳星海醫院”,是一家按國家三級甲等標準建設的公立醫院。醫院是中山市的一家獲頒“中山市勞動關系和諧與員工滿意單位”的醫療機構;目前是中國解放軍第307醫院腫瘤中心中山分中心、西京消化病醫院中山整合醫學中心、美國阿肯色州醫科大學腫瘤生物治療中心(中國)的協作醫院、中國肺癌防治聯盟肺結節診治分中心、中美聯合ROSE培訓基地,是廣東省中醫院、暨南大學附屬第一醫院、中山大學孫逸仙紀念醫院等多家省內一流醫院的技術協作單位;2018年正式與香港醫務行政學院、香港港安醫院、香港綜合腫瘤中心開展合作,融入粵港澳大灣區戰略,也是臺北醫學大學附設醫院的遠程診療協作單位;現為中山市北部在中國胸痛中心總部官方平臺注冊認證的胸痛中心,也是中山北部國家卒中中心聯盟成員和中山市高級卒中中心。
醫院于1994年被評為“愛嬰醫院”,曾先后被評為“廣東省百家文明醫院”、“廣東省白求恩式先進集體”、“中山市價格誠信單位”、“中山市醫德醫風示范醫院”、“中山市醫療質量管理全優單位”、“中山市醫院綜合管理先進單位一等獎”等各類榮譽50多項
醫院形成了以醫院門診部、住院部、社區衛生服務中心三位一體的服務架構。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;住院部設有呼吸與危重癥醫學科、消化內科、腫瘤內科(血液內科)、心血管內科、神經內科、內分泌科、腎臟內科、感染科;普外科(肝膽、燒傷、乳腺、甲狀腺)、骨外科、手外科、泌尿外科、胸外科;重癥醫學科;婦科、產科;兒科及五官科等科室。
醫院現有在職人員1200余人,其中高級職稱近200人(含博士7人、碩士74人、研究生導師6人、國家級省級學會任職38人)。
醫院擁有各類先進醫療設備和較強的技術力量,配備MRI、128層螺旋CT、直線加速器、SPECT、大孔徑CT、DSA等高精尖設備。