北京儿童医院技术力量雄厚。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。
北京儿童医院共有在职职工3210人，其中医生968人，护士1325人，医技462人。正高级职称292人，副高级职称380人，中级职称692人。医院拥有中国现代儿科学奠基人诸福棠、中国儿童血液肿瘤学开创者胡亚美、中国小儿外科创始人之一张金哲等国内儿科界仅有的三位院士，以及突出贡献专家、享受政府特殊津贴人员、新世纪百千万人才工程人选、国家杰出青年科学基金获得者等众多高层次人才。
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，目前理事单位成员已达57家。医院与美国、俄罗斯、加拿大、意大利、澳大利亚、瑞典、德国、法国、日本、新加坡等国家的儿童医疗机构和科研院所建立了良好的关系和广泛的合作，是科技部认定的儿童重大疾病国际科技合作基地。
在国内率先开展了儿童正常脑发育和神经障碍性疾病的多模态磁共振研究,首次利用酰胺质子转移成像和磁化转移成像技术发现儿童脑白质的游离蛋白含量随着脑发育进程逐渐减低,提出APT成像技术可以用来监测儿童的髓鞘化形成过程。2012年1月提出脑认知功能瘫痪概念(认知瘫, Cognitive palsy, CP)，是继Kanner之后对脑认知的重大推进。这是一个全新的精神病理学概念。目前正利用弥散张量磁共振成像技术建立0-2岁婴幼儿脑白质模板,以填充和弥补人类脑计划中婴幼儿脑发育的空白｡