在撰写毕业论文的过程中喜爱上科学实验和化学。陈小明在1983年获授理学学士学位，1986年获颁理学硕士学位，其后到中山医科大学任教生物化学三年，但因自觉知识水准不足而决定继续学习。当时，曾与范海福合作的香港中文大学教授麦松威正在招收博士生，陈小明便到香港求学，成为麦松威所教导的首名中国大陆博士生。麦松威治学严谨，待人和善敦厚，为陈小明的学习提供不少帮助，亦影响了后者的为人。赴港求学期间，陈小明遇上的最大困难是语言障碍，论文用英语撰写的要求对他而言是很大的考验，但他后来在麦松威的教导下逐渐提升了英语水平。