La Stella Maris fu riconosciuto come persona giuridica di diritto privato nel settembre 1970 e nel 1973 come "Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico" (IRCCS). Nel 1974 sorse al suo interno l'Istituto di neuropsichiatria dell'età evolutiva, dal 1976 convenzionato con l'Università degli studi di Pisa, sede della cattedra di Neuropsichiatria infantile, della Scuola di specializzazione e di altre attività universitarie. Nel 2005 fu stipulata la convenzione con l'Azienda Ospedaliera Pisana a cui è rimasta legata anche in seguito, così come all'Area vasta e alla Regione Toscana.
Primo presidente della Fondazione fu Mons. Aladino Cheti. Per circa cinquant'anni il ruolo di direttore scientifico è stato ricoperto dal prof. Pietro Pfanner, uno tra gli ideatori e fondatori della struttura. Tra i suoi collaboratori, almeno inizialmente, c'erano la prof.ssa Mara Marcheschi, neuropsichiatra infantile e psichiatra dell'adulto, il pediatra Renzo Bartalena, il direttore didattico Mario Brotini e la coordinatrice delle attività amministrative Alfiera Gori.
La Stella Maris è oggi una struttura per l'assistenza, il recupero e la ricerca sulle devianze dello sviluppo e sulle disabilità dell'infanzia e dell'adolescenza. È l'unico monotematico in Italia per la Neuropsichiatria dell'infanzia e dell'adolescenza; è Ospedale di Ricerca, multiprofessionale, strettamente collegato all'Università di Pisa, all'Azienda universitario-ospedaliera ed a tutta la Regione Toscana. Attualmente la Fondazione è Dipartimento "ad attività integrata" di neuroscienze dell'Età evolutiva, articolato in Unità Operative rivolte alla cura della patologia neurologica e psichiatrica, alla riabilitazione neuropsichica dalla nascita ai 18 anni e si caratterizza fin dagli inizi per un'integrazione tra assistenza "altamente specializzata di eccellenza" e ricerca scientifica. L'attività di ricerca si svolge attraverso i numerosi laboratori, le linee di ricerca e le convenzioni e collaborazioni scientifiche con Enti di Ricerca nazionali e internazionali.
La Fondazione Stella Maris ha la sede legale a San Miniato ma svolge la sua attività a Calambrone (Pisa), dove l'edificio originario, donato dalla Diocesi di San Miniato, è stato nel tempo oggetto di successivi ampliamenti. Qui ha sede anche la Fondazione Imago 7, il centro di ricerca in cui è installata la Risonanza Magnetica 7 Tesla. Altre sedi distaccate a carattere residenziale si trovano a Montalto di Fauglia, a San Miniato (Casa Verde e La Scala), a Marina di Pisa. In Basilicata è nata la Fondazione Stella Maris Mediterraneo, per far fronte alle sempre maggiori richieste di assistenza.