徐州市体育运动学校作为一所专注于体育人才培养的中等专业学校，其王牌专业主要集中在与竞技体育和体育教育相关的领域。其中，运动训练专业是学校的核心与王牌，该专业旨在系统培养竞技体育后备人才，涵盖田径、游泳、篮球、足球、乒乓球、羽毛球、柔道、摔跤、拳击、举重、射击、跆拳道等多个奥运项目和传统优势项目。学生在该专业将接受系统的专项技术训练、体能训练和体育理论知识学习。
此外，休闲体育服务与管理专业也是学校的重点建设专业之一，它侧重于培养体育场馆管理、健身指导、体育活动策划与组织等方面的应用型人才，适应社会对体育产业服务人员的需求。学校依托市级训练单位的资源优势，其运动训练专业尤其突出，长期为省队、国家队输送高水平运动员，并在各级比赛中取得优异成绩，这构成了该校最鲜明的专业特色和核心竞争力。
