医疗机器人与微创手术器械研究中心：成立于2007年8月，在两任首席科学家、英国皇家工程院院士杨广中教授和美国斯坦福大学邢磊教授的指导下，在管理团队和研发骨干的共同努力下，逐步形成了围绕医疗机器人、医学人工智能和穿戴式主动健康进行原始创新和转化研究、突出工程任务协同攻关和工程教育能力建设的特色。微创中心的学科方向集中在健康信息学，研究领域涉及影像引导治疗和人体传感器网络。        

医学人工智能研究中心：成立于2018年5月，以临床需求为导向，聚焦人工智能发展前沿，突破医学影像瓶颈，开发颠覆性技术，实现从生物医学成像到医学影像处理与分析、到辅助诊断及预后风险管理的全链条智能化研究，加速传统医疗向智能医疗的升级，满足医疗健康产业需求和人民大众健康需求。专业领域为人工智能、机器学习、生物医学成像、医学影像分析与处理、影像组学与基因组学、计算机辅助诊断等。   

转化医学研究与发展中心：转化医学研究与发展中心是在中国科学院深圳先进技术研究院与香港中文大学密切合作基础上建立的研究单元，其宗旨是推动转化医学研究和发展。转化医学研究与发展中心以骨科相关疾患诊疗的转化性研究为重点，研究内容涉及医学各个学科，旨在架起临床研究与基础研究之间的桥梁。本中心研究范围主要涉及生命科学、医学、材料学、力学等专业领域，致力于骨科康复产品和技术在临床应用方面的转化研究。当前的研究领域主要包括：1、生物活性可降解骨修复材料；2、中药防治骨疾病的基础及转化研究；3、类风湿性关节炎发病机制、治疗及相关转化研究；4、肌腱韧带损伤、修复、愈合和再生；5、骨科生物力学和临床使用器械研发。           　　  

生物医学光学与分子影像研究中心：生物医学光学与分子影像研究中心成立于2012年4月，是中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所下属以生物医学光学为主要研究对象的研究单元。该中心以国际前沿的光学和分子影像理论为基础，以重大生物医学科学问题为导向，研发具有临床实用价值的光学与分子影像技术，研制一系列针对生命科学研究的前沿光学成像系统与核心部件和分子探针，为我国实现疾病“早发现、早诊断、早治疗”的战略规划奠定技术基础，为我国医疗卫生事业贡献力量。