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上海中山医院设有除小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跑地位。其中心血管病和肝肿瘤是上海市临床医学中心。
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、上海市中西医结合康复研究所、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、胸心外科等5个临床质量控制中心也挂靠中山医院。
