医院技术力量雄厚。拥有重点学科儿科学，国家儿童肿瘤监测中心、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心、国家中西医协同旗舰医院试点单位等12个平台，8个国家临床重点专科，5个北京市重点实验室，2个北京市级研究平台以及16个市级医疗中心。医院设有疑难罕见病例会诊中心和远程会诊中心，儿科疑难重症疾病的诊断水平居国内地位，是中华医学会儿科学分会、儿外科分会，中国医师协会小儿外科医师分会，中华护理学会儿科专业委员会主任委员单位。
肿瘤内科科室包括儿童实体肿瘤、儿童淋巴瘤两个专业，住院部设置在北京儿童医院顺义院区，拥有两个病区，分别收治儿童实体瘤、淋巴瘤病人。肿瘤内科在北京儿童医院西城院区、顺义院区，均设置有专业门诊，均由专业医生团队出诊，患者可根据需求选择不同院区就诊。
目前科室开展异基因造血干细胞移植和自体造血干细胞移植，异基因造血干细胞移植包括HLA配型全相合移植和半相合(单倍体)移植，干细胞来源包括骨髓、外周血、脐带血。目前造血干细胞移植千余例，其中2/3为单倍体造血干细胞移植。病种包括白血病、淋巴瘤、神经母细胞瘤、再生障碍性贫血、噬血细胞综合征、慢性EB病毒感染等儿童血液肿瘤疾病，也包括石骨症、脑白质营养不良、免疫缺陷病等先天遗传代谢性疾病。依托于国家儿童医学中心多学科技术支持，对难治/复查白血病及肿瘤疾病、先天遗传代谢病、免疫相关疾病、小年龄组患儿以及复杂重症病例的移植经验丰富，现为国内的石骨症的移植中心，同时在噬血细胞综合征及慢性活动性EB病毒感染及相关疾病的也处于国际水平。结合儿科病人的特点，相对于其他移植中心，更注重了对移植前后病人的生存质量、营养管理、生长发育的监测及干预。设有由专业医护、心理及医务社工团队组成的舒缓小组，对患儿进行疼痛症状管理，患儿及家长的心理疏导，进一步提高患儿的生存质量。
目前眼科设有斜弱视、神经眼科、角膜病、眼整形、泪道病、青光眼、白内障、眼底病、眼肿瘤等专业。北京儿童医院及托管医院眼科共有病床49张，年均手术量5700余例，其中内眼手术约1300例，每年接诊来自全国各地的眼病患儿约27.8万人次。在小儿斜弱视、近视、泪道疾病、眼整形、儿童角膜移植、眼肿瘤、眼底病筛查及、视神经疾病、遗传性眼病、青光眼白内障诊治、微创玻璃体切割手术及角膜塑形镜、儿童RGP镜片及特种眼镜验配等方面积累了丰富的经验。