北京301医院是集医疗、保健、教学、科研于一体的大型现代化综合性医院，直属于中国人民解放军联勤保障部队。医院是中央重要保健基地，承担军委、总部等多个体系单位、官兵的医疗保健和各军区、军兵种转诊、后送的疑难病诊治任务。医院同时又是解放军医学院，以研究生教育为主，是全军一所医院办学单位。
北京301医院拥有数字血管造影机、PET-MR、PET-CT、回旋加速器、计算机断层系统、高压氧舱、机器人手术系统、磁导航介入系统、术中CT及术中磁共振等先进诊疗设备4万多台套。
北京301医院是全军重症监护示范基地和中华护理学会的培训基地。每年招收市级以上医疗机构进修医师1200余名，接收军队、地方医学院校实习生200余名。军队生源基本涵盖了军队各兵种及武警系统130家医院，以及各系统门诊部、卫生队、疗养院等。地方生生源主要来自全国21个省、4个直辖市、5个自治区1500家三级以上医院和医学院，约占全国三级医院的65.2%。
北京301医院拥有1个国家重点实验室、2个教育部重点实验室、9个北京市重点实验室，12个全军医学专业重点实验室，国家临床医学研究中心1个，国际联合研究中心1个，形成了以综合诊疗为特色的13项专业优势。