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。
北京同仁医院眼外伤专科成立于1968年，是国内早成立的集临床、科研、教学于一体的眼外伤专科。北京同仁眼外伤专科技术力量雄厚，学科梯队合理，拥有包括多位经验丰富、享有盛誉的专家和教授在内的近20名副主任医师以上职称的高级专业人才。每月专家门诊量在1700人次以上，固定病床50余张，年手术量达5000人次以上。
作为具有同仁特色的科室，眼外伤专科特别注意与口腔颌面外科、神经外科、鼻科等兄弟专科的合作，在交叉复合学科发展上在国内独树一帜。眼外伤专科与耳鼻喉科成立了鼻眼相关中心，联合开展了复合路径下的眶壁骨折整复术、多重疗法的视神经管减压术、合并鼻骨骨折的鼻泪道手术和眶-鼻窦异物取出、眶面复合创伤多学科多层次多断面联合;与神经外科合作，率先开拓经颅显微视神经管减压开放术、眶颅异物取出术，大大提高了手术成功率。
北京同仁医院眼科屈光手术中心在原卫生部的批准和支持下，于1993年率先在国内开展了近视眼、远视眼、散光及弱视的成因及角膜屈光矫治手术。时至今日，已成为国内每年完成屈光矫正类手术门诊和手术总量多的屈光专科，是国内，具有国际影响力的屈光手术诊疗中心之一。
中心拥有一支实力雄厚的专业技术团队，现有医生8人，医技9人，验光师2人，护士1人。具有博士学历人员5人、硕士学历人员7人、本科学历人员8人。其中教授和主任医师3人，副教授和副主任医师4人，主治医师1人，副主任技师1人，主管技师9人。博士生导师1人，已培养博士研究生、硕士研究生100余人，进修医生百余名。
为了大限度满足患者门诊、手术的需求，中心实行全年无限号门诊，2017年门诊量达6万多人次，年手术量近1.5万例。技术团队多年来积累了大量的临床手术及并发症处理方面的经验。