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北京儿童医院设备先进、设施完善、技术力量雄厚，科室齐全，设有呼吸科、泌尿外科、重症医学科、血液肿瘤中心等35个临床和医技科室。医院拥有国家呼吸系统疾病临床医学研究中心，儿科重症、小儿呼吸、中西医结合儿科、小儿外科和临床护理等5个国家临床重点专科建设项目，还拥有儿童白血病分子分型、小儿耳鼻咽喉头颈外科、儿科呼吸感染等3个北京市重点实验室，北京市儿童外科矫形支具工程技术研究中心以及小儿先天性心脏病中心、小儿实体瘤中心、儿童睡眠疾病中心等1 6个市级医疗中心。在小儿复杂先心病的手术、各类脊柱畸形的矫正、小儿泌尿畸形矫正、腹胸腔镜、急腹症及创伤以及
神经、呼吸、内分泌、肾病、血液透析、耳鼻喉、纤维支气管镜、影像技术等专业疾病的诊断及诊疗设备居国内地位，并率先在国内将儿科就诊年龄扩大到18岁。
医院拥有教育部儿科学国家重点学科和教学团队，是首都医科大学儿科医学院和儿科学系所在地，现有教授、副教授84人，博、硕士研究生导师64人，承担着博士、硕士研究生、七年制儿科专业、护理大中专及继续医学教育等多层次教学任务，并设有博士后流动站，每年为社会输送大量儿科人才。
北京儿童医院积极发挥学科龙头作用，领航儿科行业发展。2013年牵头组建北京儿童医院集团，创新“病人不动、医生移动”的模式服务全国患儿，目前集团成员已达15家。医院不仅在国内享有很高的声誉，而且在国际儿科界也有广泛影响，与美国、俄罗斯、加拿大、意大利、澳大利亚、瑞典、德国、法国、日本、新加坡和捷克等国的儿童医疗机构建立了良好的关系和广泛的合作。
积极开展科研指导临床是小儿泌尿外科的另一特色。尿道下裂病因学研究、包皮血液供应的解剖学研究、尿道下裂修复手术的临床研究、肾肿瘤病理组织类型、横纹肌肉瘤多药耐药性的研究、神经源性膀胱等下尿路梗阻尿动力学研究等对推动上述临床工作发展和水平提高发挥了重要作用。