1) Phòng chức năng, gồm có 04 phòng:
- Phòng Tổ chức - Hành chính;
- Phòng Phòng Kế hoạch – Nghiệp vụ và Điều dưỡng ; 
- Phòng Dân số - Truyền thông và Giáo dục sức khỏe;
- Phòng Tài chính - Kế toán.
2) Khoa chuyên môn, gồm có 11 khoa 
- Khoa Kiểm soát bệnh tật và HIV/AIDS – Tư vấn và điều trị nghiện chất;
- Khoa Y tế công cộng - An toàn thực phẩm và Dinh dưỡng;
- Khoa Chăm sóc sức khỏe sinh sản và Phụ sản;
- Khoa Khám bệnh;
- Khoa Cấp cứu - Hồi sức tích cực và Chống độc;
- Khoa Nội – Nhi – Truyền nhiễm;
- Khoa Ngoại – Phẫu thuật – Gây mê hồi sức;
- Khoa Y học cổ truyền và Phục hồi chức năng;
- Khoa Xét nghiệm - Chẩn đoán hình ảnh;
- Khoa Dược - Trang thiết bị - Vật tư y tế;
- Khoa Kiểm soát nhiễm khuẩn
3) Các đơn vị y tế thuộc Trung tâm Y tế huyện Trà Ôn, gồm có 14 Trạm y tế xã, thi trấn
- Trạm Y tế thị trấn Trà Ôn;
- Trạm Y tế xã Trà Côn
- Trạm Y tế xã Tích Thiện;
- Trạm Y tế xã Thuận Thới;
- Trạm Y tế xã Thiện Mỹ;
- Trạm Y tế xã Xuân Hiệp;
- Trạm Y tế xã Thới Hòa;
- Trạm Y tế xã Hòa Bình;
- Trạm Y tế xã Phú Thành;
- Trạm Y tế xã Nhơn Bình;
- Trạm Y tế xã Tân Mỹ;
- Trạm Y tế xã Hựu Thành;
- Trạm Y tế xã Vĩnh Xuân;
- Trạm Y tế xã Lục Sĩ Thành.