1、微生物免疫研究室：學科帶頭人楊永弘在國內外同行界有很高的知名度。是以臨床微生物免疫為基礎的研究室。主要從事兒科細菌（包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌）感染性疾病的診斷、耐藥性監測、耐藥機制及分子流行病學研究；承擔多項國家級、北京市科研項目，有著廣泛的國際合作關系。
2、病毒研究室：是以兒科常見病毒性疾病的實驗室診斷技術和發病機理為主要研究方向。工作內容主要為兒童呼吸道病毒、腸道病毒、巨細胞病毒感染及乳兒肝炎相關性研究。1988年以來開展了許多病毒快速診斷技術和分子生物學技術，用於病毒診斷和研究。目前承擔衛生部、北京市衛生局項目，與中國及北京CDC合作，目前正進行《北京地區兒童SARS臨床和實驗室特征研究》。目前病毒室開展的常規病毒診斷項目有20多項，可診斷病毒20種/型，個別技術方法為國內僅有。每年為醫院創收成逐年上升趨勢。
3、免疫學研究室：工作重點是小兒結締組織疾病、免疫缺陷病的臨床實驗診斷及發病機理研究；本研究室為國內4個早期免疫缺陷病研究中心及小兒結締組織疾病專業實驗室。對各種兒童結締組織病進行了基因遺傳易感性、細胞及亞細胞平衡、蛋白質特性及各種自身抗體的研究與測定。十幾年來研究室的教授定期在專家和專業門診治了數以萬計的各種結締組織病、小兒免疫缺陷病患兒，在國內外享有較高聲譽。目前免疫學研究室開展的常規診斷項目有20多項，每年為醫院創收成逐年上升趨勢。
4、臨床營養中心：重點研究方向是中國兒童期單純肥胖癥分子發病機制、除了克隆肥胖基因並對其蛋白產物進行高效純化與表達外，還開展了脂肪組織雕亡的研究。這兩項研究對肥胖發病機制會有較為深入的了解，其產品對控制脂肪組織的過度增生有積極意義。另外還進行兒童血鉛水平與鉛暴露流行病學研究及開展了非藥物驅鉛幹預觀察研究 。承擔國家自然科學基金、國家教育部基金、首都醫科大學基礎臨床合作研究等科研項目。
5、呼吸功能研究室及兒童哮喘防治研究中心：以支氣管哮喘防治的新動向、新方法、新技術及其發病機理為研究方向，具備指導碩士和博士研究生及培訓本市乃至全國進修醫師的學術水平和技術條件。以“全球哮喘防治和管理策略 -- GINA”為技術路線，對每壹個哮喘患兒制訂個體化的防治方案，進行規範化的治療和科學管理，達到提高北京市兒童哮喘防治水平和降低發病率的目標。目前承擔北京市衛生局科研項目。
6、兒科纖維支氣管鏡診斷治療中心：從事支氣管內鏡術的科研和臨床工作，建立兒科纖支鏡術的麻醉、支氣管肺局部介入治療術等壹整套安全、實用的方法，大大拓展了纖支鏡在兒科的應用，已經成功地為近700例年齡從5天 -- 14歲的小兒進行了1000余次纖支鏡檢查和治療。解決了很多本市及全國各地疑難病癥的診斷和治療問題，降低兒童的殘疾率和病死率，提高了兒科疾病的診斷治療水平，走在全國的前列。
7、放免中心：放免中心原是兒研所的同位素研究室，1988年與中國同位素公司合作成立了“北京市放免檢測中心”，接受本院及外院送檢的各類標本，目前檢測項目已達200余項，其中ADH、CamP等項目填補了本市空白，PTH、PRA AⅡ等十余項填補了本院空白，放免中心收入單獨核算，是我所壹所兩制的部門。放免中心與協和醫院、北大醫院、301醫院等本市及郊區縣的50余所醫院有著較好的合作，有來自河北、遼寧、內蒙、吉林、黑龍江、浙江等省市的病人，中心自成立以來***為80余萬人次做了檢測，使病人得到早期診斷，早期治療。十年來中心***創利潤600多萬元。
8、中心實驗室：工作中心是搭起臨床與應用基礎醫學研究的橋梁，開通臨床與基礎醫學之間的綠色通道，面向全院開放, 提供當前該院科研工作所必備的實驗條件和實驗技術及高質量科研服務，也為我院申報國家級科研項目奠定良好的基礎。工作目標是建立具有壹定規模、現代化、能夠完成疾病相關基因研究的分子生物學實驗室。目前承擔我院研究生培養任務及我院所科研項目任務。另外，原兒研所白細胞室於2004年歸屬於中心實驗室。白細胞研究室於1980年成立，壹直從事白血病骨髓移植配型及人類免疫學的研究；1981年經北京市衛生局和紅十字總會批準為北京市紅十字會骨髓移植配型中心。1982年與北京人民醫院血血液研究所合作，成功地為全國第壹例白血病病人骨髓移植提供了可靠的HLA配型數據，因此獲國家科技進步二等獎，至今已完成數千例器官移植組織配型。病人來自全國近20個省市以及港澳、東南亞地區。該室還對中國絲綢之路上的漢族及藏、維、回、畬等少數民族的HLA抗原多態性進行了調查，完成了15種與HLA相關疾病的研究，發表論文40多篇並多次獲獎。該室存有近600人的標準細胞庫。1993年成立中華骨髓庫，成為全國HLA五個重點實驗室之壹。