硬件设施
据医院官网2015年12月信息显示：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。
附属医院：
中国人民解放军总医院海南分院坐落在三亚市海棠湾，是经中央军委批准创建的一所集医疗、保健、科研、教学于一体的大型现代化三级甲等医院，也是“301医院”成立60年来，首次异地新建的分院。
解放军总医院附属医院（原304医院）始建于1954年3月，是一所以医教研相结合、创（烧）伤外科、骨科、急救医学和危重症救治为主要特色的三级甲等综合性医院。
对外交流
据医院官网2015年12月信息显示：医院与100多个国家和地区的医学院校、医疗科研单位开展了广泛的学术交流和技术合作，每年有700多名技术人员出国进修和技术合作，有400多名国外专家来院访问、讲学。先后聘请了150余名国外学者担任名誉教授和技术顾问。
医学院与解放军第302医院、北京军区总医院、海军总医院、总医院、解放军第306医院、解放军第309医院、武警总医院、白求恩国际和平医院等多家单位组建教学联合体，共同承担研究生教育任务；近年又分别同清华大学、南开大学、北京中医药大学签订联合办学协议，同时还与100多个国家和地区的医学院校、科研机构开展了广泛的学术和技术交流。
总医院每年都要派出10多批次100多名专家，赴老少边穷地区巡诊义诊，赢得了各方赞誉。
科研成果
据医院官网2015年12月信息显示：医院先后获得省部级以上科技成果奖励1300余项，其中，国家科技进步一等奖7项，二等奖22项，国家发明奖3项，军队科技进步一等奖21项。医院承担“973”、“863”等各类课题800多项，在中国国内、国际公开发表的论文总数和国内论文被引用次数连续4年居全国医院之首。
2009年全院承担各级别科研课题740余项，在研经费3.1亿元。近5年获国家科技进步奖12项（一等奖2项，二等奖10项），获北京市科学技术奖21项（一等奖4项，二等奖13项，三等奖4项），获军队奖172项（科技进步奖52项，医疗成果奖120项）。2008年国内论文总数在全国医疗机构中排名（3056篇），中国国内论文被引次数在全国医疗机构中排名（10214次），MEDLINE收录论文数在全国医疗机构中排名第二（307篇），SCI收录论文数在全国医疗机构中排名第十一（122篇）。