三軍總醫院成立於民國35年，其前身為臺灣陸軍八○一總醫院，組織由臺灣陸軍醫院、聯勤第五總醫院、陸海空軍第一總醫院、陸軍第一總醫院依序遞嬗而來。民國56年7月改組為「三軍總醫院」，由小南門遷建於水源地營區（汀州院區），為我國之軍醫醫療展開新紀元。
三軍總醫院編制上屬國防醫學院之教學醫院，負有臨床醫療、教學與研究之責，醫療服務對象為現役軍人、軍眷及一般民眾，為衛福部評定之醫學中心級教學醫院，在國家醫療上一直扮演著非常重要的角色，平時除提供民眾醫療服務及國防醫學院學生臨床教學與實習外，戰時還負有動員支援及整合管制醫療資源的任務。
為因應醫療環境快速變遷與尋求軍醫教育整體發展，三軍總醫院於民國89年遷建於內湖現址，除保留汀州院區門、急診服務外，配合國家政策陸續接收澎湖、基隆、松山、北投、臺北門診中心等五個分院，持續提供軍民最優質的醫療服務。
內湖總院（含汀州院區）員工約4,000多人，病床數1,900餘床，平均每日門診約6,000人次。為服務廣大病患，本院不斷精進診療技術及配合各科未來發展重點，持續投資購買先進之儀器設備及提供全人之醫療照護環境，設立有正子斷層造影中心、婦女保健中心、血友病防治及研究中心、健康管理中心、高階醫學影像中心、植牙中心、醫學美容中心、癌症中心、影像導引斷層式放射治療中心、精準醫學暨基因體中心、醫用3D列印中心、燒燙傷暨慢性與疤痕照護中心、國際醫療中心、轉診中心、細胞治療中心、創新育成中心、人工智慧物聯網發展中心、亞太傷口負壓治療中心、微量元素研究中心、640列電腦斷層中心等，並依醫療任務需求規劃電子病歷、輻射傷害防治、旅遊醫學及國際醫療等相關醫療作業，冀能在軟、硬體的更新下，提高對國軍官兵、眷屬及健保民眾之醫療服務品質與作業能力。
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