Thomayerova nemocnice poskytuje komplexní lékařskou a ošetřovatelskou péči.
Pacientům je poskytována potřebná základní, specializovaná a zvlášť specializovaná léčebná a diagnostická péče, a rovněž ambulantní služby. TN provádí základní a klinický výzkum, zavádění a ověřování nových metod, podílí se na klinickém hodnocení léčiv a ověřování prostředků zdravotnické techniky. Umožňuje odborné praktické vyučování studentů středních, vyšších a vysokých škol.
Odborná pracoviště nemocnice jsou výukovými základnami lékařských, farmaceutických i jiných fakult a ve spolupráci s 1. LF UK a 3. LF UK se podílí na pregraduální výuce studentů lékařské fakulty na vybraných pracovištích.