学校科学研究紧密围绕“面向学术前沿、面向国家重大战略需求、面向国家和区域经济社会发展”的“三个面向”指导思想，通过大科研项目、大科研团队、大科研平台“三大”建设，积极推动各学科“入主流、立潮头、走出去”，快速提升学校各学科的科研创新能力。
学校坚持科研条件建设与学科建设相结合，依托优势学科，汇聚拔尖创新人才，打造具有中山大学特色的高水平科研平台。学校现有1个国家高端智库、6个教育部人文社会科学重点研究基地、4个国家重点实验室、1个国家工程研究中心、1个国家工程技术研究中心、1个国家工程实验室、1个临床试验研究中心、1个国际联合研究中心、7个国家地方联合工程实验室、2个国家地方联合工程研究中心、1个国家国际科技合作基地、1个省部共建协同创新中心。
近年来学校科研创新能力大幅提升，2018年科研到账经费突破30亿元，四年间增长199%。
承担国家任务能力大幅提升。人文社科方面，2016—2018年，学校国家社科基金年度项目立项数与教育部人文社会科学研究项目立项数总和连续三年全国高校排名第1位；国家自然科学基金方面，2016年学校国家自然科学基金立项数居全国高校第3位，2017年及2018年立项数居全国高校第2位；国家重点研发计划方面，2016—2018年学校获批牵头国家重点研发计划55项，居全国高校第5位。
科研产出协调增长，成果丰硕。近三年，出版了《夏书章著作选辑》《李锦全文集》《孙中山史事编年》《“中国语言文学文库”丛书》《出土战国文献字词集释》《中国考古学理论与方法十讲》等丛书和著作，曾昭式教授的《先秦逻辑新论》入选2017年度《国家哲学社会科学成果文库》。在《自然》（Nature）、《科学》（Science）、《自然遗传学》（Nature Genetics）、《柳叶刀》（The Lancet）、《细胞》（Cell）等高水平学术刊物发表一批高水平论文，SCI收录论文数和论文被引用数逐年大幅增加。
2016年，生命科学学院贺雄雷教授团队发表在《科学》杂志上的文章探讨了前瞻性分子进化研究的前景与应用；中山眼科中心刘奕志教授团队开发出再生功能性晶状体消除婴幼儿先天白内障的新方法，发表于《自然》杂志；生命科学学院徐安龙教授团队研究发现了六亿年前RAG转座子的“分子活化石”，为“人类抗体V(D)J重排机制起源于转座子的假说”提供了最有力的证据，文章发表于《细胞》杂志。
2017年，陈小明院士、张杰鹏教授团队在化工分离方面取得突破性进展，发表于《科学》杂志；高嵩教授课题组解析人类MFN1片段的晶体结构并提出线粒体外膜融合机制模型，该研究成果在线发表于英国《自然》杂志。
2018年，物理与天文学院罗俊院士团队与华中科技大学合作在《自然》杂志上发表最新测G成果，测出截至目前世界上最为准确的G值；孙逸仙纪念医院宋尔卫教授团队在《细胞》杂志上发表成果，揭示特殊成纤维细胞亚群调控肿瘤干细胞新机制；中山眼科中心李旭日教授团队与比利时鲁汶大学彼得·卡梅利特（Peter Carmeliet）院士联手在《自然》杂志和《科学》杂志上发表血管研究的重要成果。
2019年，马骏教授关于提高鼻咽癌治疗效果的重大科研成果获2019年美国临床肿瘤学年会的最佳研究殊荣，并同时在全球排名第一的临床医学杂志《新英格兰医学期刊》（The New England Journal of Medicine）发表。
科研成果奖励斩获佳绩，宋尔卫教授团队的成果“靶向肿瘤微环境的抗肿瘤治疗新策略”入选2018年年度“中国高等学校十大科技进展”，同时入围的还有罗俊院士团队完成且学校为合作单位的成果“万有引力常数G的精确测量”。“十三五”以来，学校获国家科学技术奖3项、高等学校科学技术奖一等奖5项、广东省科学技术奖一等奖和突出贡献奖共24项以及广东省哲学社会科学优秀成果奖一等奖16项。
学校原始创新能力稳步提升，服务国计民生。附属第一医院何晓顺教授领衔的器官移植团队研发具有自主知识产权的“多器官功能修复系统”，并于2017年成功实现了全球首例“无缺血”人体肝移植术，打破了国际上器官移植的传统理念，有望推动我国成为器官移植这项医学尖端技术的领跑者。生命科学学院苏薇薇教授团队研究化橘红成药性，促使当地形成超过十万亩的规范化种植基地，带动了广东省尤其是化州市中药材种植以及中成药生产等相关产业链的全面发展，帮助粤西北地区6000多农户脱贫致富，其创新药物红珠胶囊以2000万元价格实施成果转化，是学校近年来签订的单项成果转化金额最高的项目。（科学研究院 供稿）