北京市眼科研究所、北京市耳鼻咽喉科研究所、北京市糖尿病研究所与医院主体并称“一院三所”，成为集医疗、教学、科研、预防、国际交流五位一体的医疗科研联合体。眼科、耳鼻咽喉科为教育部批准的国家临床重点学科，变态反应(鼻过敏)科为原国家卫生和计划生育委员会批准的国家临床重点专科，中医眼科学为国家中医药管理局批准的中医重点学科。首都医科大学北京眼科学院和耳鼻咽喉科学院设在院内。医院设有世界卫生组织防盲合作中心和世界卫生组织防聋合作中心，附设北京同仁眼库(国际眼库协会会员)。
医院设有眼底科、青光眼科、眼外伤科、白内障中心、视光中心、眼角膜科、眼肿瘤科、眼肌科、眼中医科、眼整形科、临床检查中心、中心防盲办公室、同仁眼库、北京市眼科研究所、耳科、鼻科、喉科、头颈外科、中心防聋办公室、北京市耳鼻咽喉科研究所、变态反应科、心内科、心外科、神经内科、消化内科、呼吸内科、肾内科、内分泌科、血液科、风湿免疫科、感染科等科室。
其中眼科、耳鼻咽喉科为原卫生部批准的国家临床重点专科，变态反应科为国家卫生和计划生育委员会批准的国家临床重点专科，中医眼科学为国家中医药管理局批准的中医重点学科。
北京同仁医院眼底专科引领国内眼底病的发展方向，在国内率先开展了间接检眼镜下孔源性视网膜脱离的手术，开展了玻璃体视网膜显微手术，创新了视网膜中央动脉栓塞的玻璃体手术，在驱逐性出血以及眼底肿瘤的放射性敷贴和局部切除手术等多个方面处于国内和国际前沿。
北京同仁医院眼外伤专科集几代眼外伤人的总结积累、几十年的临床实践诊治经验，业已形成一套具有自身特色的、在国内外业界具有良好口碑的眼外伤诊断常规，现已发展成为我国规模大、综合技术力量强的眼外伤专科。眼外伤专科除开展一般常见疾病手术如：白内障摘除、人工晶状体植入，晶状体脱位半脱位摘除、人工晶状体/张力环脱位半脱位复位、玻璃体切除，眼内异物取出，视网膜嵌顿、视网膜脱离复位等手术外，还广泛开展了各种复杂眼外伤的前后段联合手术，善于接诊各类眼外伤疑难杂症和重急症患者，在眼外伤后各种疑难高危复杂玻璃体视网膜病变、眼前节紊乱、眼球早期萎缩、眼后房微小异物、感染性眼病、复杂性虹膜睫状体病变以及严重眼化学伤等眼外伤相关疾病的诊治水平处于国际水平，是国内复杂性眼外伤患者的转诊中心，使许多以往无法医治的眼底、眼外伤复杂疑难病症得到成功的救治。