徐州市第三人民医院擅长内分泌科、心胸外科、肿瘤外科、泌尿外科、肾内科，这些科室实力雄厚，可为常见和疑难罕见疾病患者提供高质量的诊疗服务。
1、内分泌科
是全市内分泌科成立最早专科之一。全科医生均在北京、天津、南京等地进行专科进修，临床经验丰富，医术精湛，在糖尿病、甲状腺疾病的治疗方面有独特的治疗效果。对甲状腺结节、甲状腺囊肿、甲状腺腺瘤给于无水酒精注射硬化治疗在徐州市处于领先地位，达到省级水平。
2、心胸外科
是徐州市第三人民医院的重点专科，在医疗、科研、教学方面均达到较高水平。科室不断拓展新技术、新业务，常规开展各种食管癌、肺癌、纵隔肿瘤手术。在徐州市率先开展了胸腔镜手术并使之成为心胸外科常规治疗手段，在省内率先成功实施人工瓣膜替换术。
3、肿瘤外科
是徐州市重点肿瘤学科，集肿瘤外科、肿瘤内科、血液内科、乳腺及肿瘤特诊科、病理、检验、影像等相关的医疗、科研于一身。引进国内外最新肿瘤诊疗技术，多次填补省市科技空白。适形放疗体外循环全身热灌注疗法等均为江苏省或徐州市首家开展，可为患者提供高水平专服务。
4、泌尿外科
科室人才层次合理，率先引进了最先进的瑞士第四代EMS超声碎石等，使得科室在泌尿系结石的微创治疗上了一个新的台阶。在该地区率先开展了经尿道前列腺切除术、经尿道膀胱肿瘤切除等腔内手术。相继在市内率先成功开展了腹腔镜精索静脉曲张高位结扎术、腹腔镜肾囊肿等手术。
5、肾内科
肾内科与血液净化中心是医院优势专科之一。科室技术力量雄厚，设施齐全，拥有世界最先进的血液透析机。彩超引导下肾活检术使许多过去不能明确诊断的肾脏病得到了确诊，成功率占100%，无一例并发症发生，达到国内先进水平。在肾炎、肾病综合征等疾病的治疗中形成了自己的特色，取得了良好的效果。