北京大学肿瘤医院胸部肿瘤内一科（原胸部肿瘤内科）是以肺癌诊治为主、具有深厚沉淀、传承并不断发展的研究型临床专科，多年来一直致力于中晚期肺癌规范化、个体化内科和多学科综合及相关转化研究。现有病床36张，医护人员30名。10名医生中高级职称医师6名，中级职称医师3名，初级职称医师1名，几乎所有医生均具有硕士或博士研究生学历，3人具有国内外博士后研究经历。护士队伍中，主管护师4名，护师8名，本科及以上学历8名。共同组成一支高素质、高学历、具有丰富临床和研究经验、充满蓬勃朝气和积极进取的医护团队，医教研综合实力达国内水平。
北京大学肿瘤医院黑色素瘤与肉瘤内科，始建于2005年，通过十余年的快速发展，科室具有强大的医疗科研团队，开设本院、南院共两个病区，以及临床转化实验室。年门诊量30000余人次，收治患者8000余人次。全科在编医生10名，研究人员2名, 合同医生1名，在编均为博士学位,其中主任医师4名，副主任医师4名，研究员1名，副研究员1名。学科带头人郭军主任，任Melanoma World Society (MWS) 副主席及中国临床肿瘤学会(CSCO)副理事长兼秘书长等职务。科室多人数次获得，市级人才培养计划。近年留学回国青年医师7人，与多家国际黑色素中心建立良好合作。
北京肿瘤医院中西医结合科暨老年肿瘤科以中西医结合，肿瘤为特 点。在肿瘤的不同阶段，如放化疗期间、化疗间歇期、术后或系统后。根据不同原则，进行中医施治，发挥中西医优势互补的作用。在肿瘤的综合中，注意发挥祖国医学特色，注意调整与机体全身状况的关系，争取在有效控制肿瘤的前提下，限度地减少患者的痛苦。
在临床实践中总结并制定了减 轻化疗副作用的协定。如保护肾功能方，保护肝功能方，以及不能口服药时减轻腹胀症状的外用药等，改善患者一般状况、提高免疫功能、增进食欲的协定 及保护骨髓造血功能方等，均取得了较好的疗效。科室还研制了外用药，化疗引起的血管损伤、皮肤肿痛及癌症引起浅表部位疼痛等，都收到了明显的疗效。中西医结合科暨老年肿瘤科已形成了一整套中西医结合方法和特色，受到患者欢迎
北京大学肿瘤医院放疗科始建于1976年，同年，我国台直线加速器在这里自主研制成功。
放疗科2000年即在国内较早开始开展三维立体定向适形放疗， 2004年在北京市率先开展三维适形动态调强放射，迄今采用调强放疗技术患者超过13000例，并取得良好的疗效。2008年放疗科引进了具有功能的后装机、大孔径CT定位机和20套先进的计划系统， 2009年国内台VMAT在我放疗投入使用;2011年国内台True Beam投入使用;2012年引进国内首套大孔径核磁定位系统放射，在放疗设备的配置方面达到了国际先进水平。