中医药科学研究是中国中医科学院的中心任务，50年来，中国中医科学院在中医药基础理论研究和重大疾病防治及中药新药开发研究等方面均取得了显著成就。截止2004年底，全院共获得科研成果近900项，其中获国家级、部局级奖近300项;现有院级以上在研课题482项，其中国家级课题200项、部局级课题258项;拥有国家新药(中药)临床试验研究中心(GCP)、国家规范化中药药理实验室、中国中医药文献检索中心和BSL-3实验室，是国家中药安全性评价中心(GLP)与中药复方药物开发国家工程研究中心建设单位。
中国中医科学院充分发挥中医医疗的优势和特色，为广大患者提供良好的服务，现有病床1500多张。附属西苑医院、广安门医院是全国三级甲等中医医院和全国示范中医医院。望京医院是以骨伤科为主的综合性三级甲等中医医院，眼科医院是以中医眼科为特色的专科医院。各附属医院在肿瘤、心脑血管病、老年病、糖尿病以及肛肠、皮肤、泌尿等各科疾病及多种常见病、多发病和疑难重症的治疗方面，具有丰富的经验和独特的疗效，在国内外有较高的声誉。
中国中医科学院是培养高层次中医药人才的重要基地，现有中医学、中药学、中西医结合三个一级学科所涵盖的所有学科专业的博士、硕士授予权，具有临床医学专业学位授予和在职人员申请学位的资质;设有中西医结合、中医学、中药学三个一级学科的博士后工作站。
中国中医科学院图书馆是全国藏书最多的中医药专业图书馆，其中珍本、善本、孤本书籍2万余册。中国医史博物馆是我国收藏文物最多的中医专业博物馆，收藏文物3000余件。
中国中医科学院主办多种全国性的中医药专业期刊，其中在国内外影响较大的有《中医杂志》、《中国中西医结合杂志》、《中国中药杂志》、《中国针灸》、《针刺研究》、《中国骨伤》、《中华医史杂志》、《中国中医药信息杂志》、《中国中医基础医学杂志》等。
作为我国传统医药对外合作与交流的重要窗口，中国中医科学院与世界上100多个国家和地区的医药界、科研院所、高等院校、企业及民间团体有着广泛友好的联系与交流，在国际传统医学界有较大的影响。