中山大学肿瘤防治中心由1964年成立的中山大学附属肿瘤医院和中山大学肿瘤研究所两部分组建而成。经过四十多年的不懈建设，现肿瘤防治中心已经发展成为全国医疗规模少有、学术力量最雄厚的集医疗、教学、科研、预防于一体的肿瘤学医、教、研基地之一，学科地位、综合实力已居全国领先水平，在全国尤其是广东省的肿瘤防治工作中发挥着举足轻重的作用。中心现有员工1658人，病床数1051张，设有31个业务科室，7个职能处室，2个研究科室。2011年门诊量达490462人次，出院人数达46990人次，手术10356例，医疗业务量均居全国肿瘤专科医院前列。
山大学肿瘤防治中心是国家重点学科（肿瘤学）、国家重点实验室（华南肿瘤学国家重点实验室）、教育部重点实验室、广东省重点实验室、个别抗癌药物临床实验研究基地（GCP中心）、中国中西医结合肿瘤中心、华南生物治疗基地、博士学位授权点、博士后科研工作流动站，广东省抗癌协会的依托单位。2011年，医院又被评为“广东省优质护理服务示范医院”、 “广东省肿瘤性疾病医疗质量控制中心“。中心胸科系国家临床重点专科。中心主编核心期刊——《癌症》，该杂志于2011年被评为临床医学权威期刊。
心拥有一支高水平的医教研队伍，其中有高级职称人员近300名，中国科学院院士2名，博士导师54名，硕士导师103名，在读研究生451名。中心的多个学科发展居国内领先水平，是中国抗癌协会肿瘤放射治疗专业委员会、淋巴瘤专业委员会、神经肿瘤专业委员会、肿瘤微创治疗专业委员会的主委单位。中心倡导人性化医疗服务，于1998年率先在全国推行肿瘤单病种首席专家负责制，组织制订各大病种多学科综合诊疗方案，为广大肿瘤病人提供高水平的诊疗服务；近年来，中心致力于“三大工程”（管理、信息、基建）建设，全面改善软、硬件条件。2011年，中心启动“先诊疗、后结算”项目以及放疗预约系统，进一步优化服务流程，方便患者就医。中心是肿瘤学继续教育基地，自1964年起受卫生部委托开办全国肿瘤临床医学进修班，已为全国培养了4800名肿瘤专业技术人才。
瘤研究所是我国较早建立的癌症防治研究机构，研究所自成立以来，在研究肿瘤的发病机理和肿瘤诊断治疗的同时，侧重于全面开展鼻咽癌的防治研究工作。特别是近年来，以科研为龙头，与临床紧密结合，科研工作取得了令人瞩目的成就。 “十一五”期间，本中心主干学科承担了国家重大重点科技项目，跨学科综合研究的能力进一步增强，在科学研究中取得了一批高水平的研究成果。大力引进高水平人才，着重培养有着良好的研究工作基础和创新性学术思想的青年科研骨干，组建起一支活跃在学术前沿的创新团队。科技创新基地建设发展势头良好，2006年6月华南肿瘤学国家重点实验室以优良的成绩通过国家组织的评估，2008年12月又顺利通过了科技部组织的验收；国家新药抗肿瘤药物GCP中心2008年获得国家药监局（SFDA)Ⅰ期抗肿瘤药物临床试验机构资格认定，是国内第一家获批准的抗肿瘤药物临床试验机构。中心在鼻咽癌的研究上取得显著的成绩，进行了鼻咽癌临床分期、放射治疗技术及综合治疗等方面的研究，通过对研究成果的综合应用，将中晚期鼻咽癌患者远期生存率提高了12％，明显地改善了患者的生存质量并扩大了中国鼻咽癌临床分期研究在国际上的影响，2009年，“基于现代影像技术的鼻咽癌综合治疗研究”获得国家科技进步二等奖。国家自然科学基金项目及资助额增长迅速，由2006年的8项，308万元提高到2010年32项，1428万元，居全国五大肿瘤专科医院首位。近年来在国际上SCI收录杂志上发表论文的数量与质量逐年提高，五年共发表通讯作者署名本单位论文381篇，作为第一完成单位发表影响因子10以上的论文6篇， 5.0-10.0的论文53篇。
心对外交流与合作活动活跃、频繁，中心是世界卫生组织（WHO）癌症研究合作单位，2003年与全美实力排名第一的安德森癌症中心（M.D.Anderson）结为姊妹医院，并与瑞典、日本、法国、英国等世界先进的癌症防治机构建立了密切联系。