中国人民解放军空军总医院创建于1956年10月。医院1993年被世界卫生组织评定为“国际爱婴医院”，1994年被总后国家卫健委（原国家卫生计生委）评定为“三级甲等医院”，1996年、1998年先后被确定为全国、全军临床药理基地，2003年获批准成立博士后科研工作站，2008年临床航空医学实验室被批准为全军后勤重点实验室。医院现有3个国家级重点学科和专科专病中心、1个全军医学研究所、8个全军医学专科（专病）中心，形成以临床航空医学、皮肤、正骨、肿瘤放疗为重点，中医、血液病、小肠疾病、泌尿微创、医学心理等特色学科协同发展的格局；有10个二级学科成为国家和北京市住院医院规范化培训基地：内科、外科、影像、药学、耳鼻喉、皮肤、医技、病理、麻醉、口腔。

医院编设52个专业科室，临床、医技科室齐全，实际展开1400张。编制员额1079人，现有总人数1923人。全院高级专业技术职务276人，博硕士以上学历人员316人，博士研究生导师14人，硕士研究生导师80人，有2人在中华医学会专科分会任副主任委员，2人在军队和北京市医学会专科分会任主任委员，28人次在军队和北京市医学会专科分会任副主任委员。2011年，医院门、急诊总量153万人次；收治各类病员2.7万余人次，临床初确诊符合率、基础护理合格率、院内感染率等主要医疗、护理质量指标全部达到国家质量年标准。医院占地总面积15万平方米，建筑面积30万平方米，拥有PET-CT、640层CT、双源螺旋CT、高低场核磁、DSA、2微米激光等高端医疗设备，总价值近5亿元。

从2008年到2012年，医院与广播电视媒体（国家广播电台、北京广播电台）创建了《百姓健康大讲堂》、《直播中国》等健康科普直播节目，共有50多位专家学者参与直播，共播出健康讲座110期；在中央电视台、北京电视台、各类健康类节目播出了医学科普专题片346期；还通过报刊类媒体对院内健康讲座进行预告和科普宣传，如糖尿病足、婴幼儿保健、生殖与男科、心血管治疗、肿瘤防治等健康讲座，产生了较好的社会影响，推动了群众医学科普水平的提高。