年高考填报的第一志愿是华南理工大学建筑系，第二志愿是中山大学化学系；但是，县招生办干部看到他的报考志愿单，认为他的分数足以入读中山大学，便私下调换两个志愿，令其考进后者。考进中山大学后，陈小明报考了催化化学专业，但意外被分配到X射线晶体学领域，师从范海福教授；他起初感到无奈，但后来受范海福的影响而对科学研究和晶体学产生兴趣，并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。