El acceso equitativo a los servicios de salud es esencial para el bienestar de los residentes y la equidad social, lo que requiere una distribución espacial racional de las instalaciones de salud en la planificación urbana. En comparación con los estudios importantes sobre la accesibilidad espacial y la equidad de los servicios de salud en las ciudades de primer nivel, las ciudades de segundo nivel, que forman la estructura fundamental del sistema urbano global, no han recibido suficiente atención. Por lo tanto, este estudio toma el Distrito de Karamay en Karamay como un caso de estudio para analizar la equidad espacial de los servicios de salud utilizando medidas de accesibilidad basadas en el lugar. Para los cálculos de accesibilidad, empleamos el método de área de captación flotante de dos pasos de Gaussian para analizar por separado la accesibilidad a hospitales y a instituciones de atención primaria (AP), considerando factores como el número de instalaciones, la población, la distancia y los modos de transporte. En segundo lugar, utilizamos el I de Moran global y local para el análisis espacial con el fin de identificar áreas con diferentes niveles de accesibilidad. Además, considerando la equidad espacial para diferentes grupos sociales, este estudio propone de manera innovadora un marco analítico para evaluar la accesibilidad y equidad en la atención médica a través de grupos de edad utilizando datos a nivel residencial y un radio de búsqueda ajustado en ciudades de segundo nivel, típicamente aquellas con áreas urbanas de pequeña escala. Los resultados revelan un importante agrupamiento espacial en la accesibilidad a la atención médica, similar al observado en la mayoría de las ciudades de primer nivel, así como diferencias notables en la distribución espacial entre la accesibilidad a hospitales y la accesibilidad a AP. En cuanto a los estratos de edad, los resultados muestran que los ancianos tienen un menor acceso a hospitales pero un mayor acceso a instituciones de AP, lo que es opuesto a la situación observada para los niños. En general, las ciudades de segundo nivel demuestran una mejor equidad en la accesibilidad a la atención médica en comparación con las ciudades de primer nivel, particularmente en lo que respecta a la accesibilidad a hospitales. Sin embargo, existen pequeñas inequidades en la accesibilidad a AP para niños de 0 a 12 años. Nuestros hallazgos pueden proporcionar valiosos conocimientos y un apoyo de datos esencial para la asignación de recursos de salud y la planificación del uso del suelo en ciudades de segundo nivel.