學院下設基礎醫(yī)學系、臨床醫(yī)學院、生物醫(yī)學工程系和公共健康研究中心，涵蓋了分子與細胞生物學、免疫學、腫瘤生物學、傳染病學、神經(jīng)科學、生物醫(yī)學工程學、公共健康學與臨床醫(yī)學八大學科。 在臨床方面，清華大學華信醫(yī)院、清華大學玉泉醫(yī)院、北京清華長庚醫(yī)院是學院的附屬醫(yī)院，中國人民解放軍總醫(yī)院（301醫(yī)院）、北京醫(yī)院、中日友好醫(yī)院、北京積水潭醫(yī)院和北京神經(jīng)外科研究所（天壇醫(yī)院神經(jīng)外科）是學院的教學醫(yī)院。2016年12月，醫(yī)學院下成立臨床醫(yī)學院，將進一步整合基礎和臨床教學資源，提升臨床醫(yī)學博士培養(yǎng)質(zhì)量，建設住院醫(yī)師、專科醫(yī)師規(guī)范化培訓基地。