改革創新
在清華大學醫學院提出並推行“醫學實驗班”的教學改革之前，“醫師科學家（Physician Scientist）”的教育理念從未在中國臨床醫學教育的學生培養方案中出現過。
著名結構生物學家施一公，在擔任清華大學生命科學學院院長和醫學院常務副院長期間曾說“我們心裡有個夢想，希望能夠在新世紀之初創造一個先進的醫學教育模式，像當年的協和一樣，為未來100年的中國醫學打下新的人才基礎。”為了實現這一夢想，醫學院的創始者們踏上了赴美醫學教育考察的旅程。他們發現，臨床醫學正在越來越多地被現代生命科學和醫學基礎研究所推動，國際一流醫學院都開始了新一輪教學改革，以努力適應這一趨勢。而國內的醫學教育還是以傳統的醫學知識體系為核心，對此都未有足夠重視。他們意識到新醫學的挑戰已經到來，靠老協和的傳統已經很難適應現代醫學的發展，一定要有新的力量和新的觀念。
針對今天中國醫學教育遇到的問題，可以借鑑美國教育理論家弗萊克斯納曾提出的極具針對性的改革建議：首先是醫學院校和綜合性大學相結合，學生入學前要學習兩年基礎自然科學；其次是提高師資質量，教師要有科學研究的能力；最後是教學設備要優良等。這個指導思想不僅奠定了現代美國醫學教育的基石，還影響了此後一個世紀美國醫學的發展。
在實現新的改革思路過程中，可以發現中國雖然自七八年前引進了一批具有國際聲譽的高水平生物學家，但以現代生命科學為基礎的研究環境和體系還不成熟，不足以給學生提供成熟的轉化醫學的實驗室科研環境。因此，將臨床醫學與現代生物學相連線的構想只能暫由國外來彌補。最終，作為清華醫學教育改革的發起人，施一公院士提出了“3+2+3”的醫師科學家培養計畫，促進開設了“醫學實驗班”。即前三年利用清華大學生命科學和基礎醫學的強大優勢，打下一個深厚的基礎；然後出國前往與清華大學合作的海外醫學院，進行為期兩年的醫學科研訓練；最後回到國內開展三年臨床學習與實踐，取得臨床醫學博士學位（M.D.）。
學位授予
臨床醫學八年制專業的優秀畢業生將被授予醫學博士專業學位（M.D.）。
教育理念
本實驗班的培養目標非常明確，即為我國培養真正的醫師科學家---“懂得科研的醫生”，致力於培養兼具創造力、預見力和全局思維的醫界領袖、轉化橋樑。實驗班所學專業是臨床醫學，2009年招收首屆學生（原“醫學藥學實驗班”），2013年更名為“醫學實驗班”，學制8年，學生完成學業後將獲得醫學博士學位( M.D.)。
學生畢業後大部分將成為醫生，但他們不是普通的醫生，而是掌握現代生物科學技術、具備強大的科學研究能力的醫師科學家，並將成為未來的醫學領軍人物。因此，在培養過程中更注重各基礎醫學課程的教育，更強化科學研究的能力，做到臨床與科研並重，為未來100年的中國醫學打下新的人才基礎。
清華大學醫學實驗班師資力量
清華大學醫學院是中國國際化程度最高的醫學院校，全院85%的教師具有海外長期學習和研究經歷。現有中國科學院院士2人，工程院院士1人，千人計畫教授11人，長江學者10人，國家傑出青年基金獲得者6人。這些教師都直接參與了醫學實驗班學生的授課。學院還聘請北京大學、協和醫學院、解放軍總醫院（301醫院）、積水潭醫院等的教授學者擔任雙聘教授和兼職教授。此外，還有跨國、跨院系、跨學科的外聘知名教授任課，為實驗班的授課質量提供了堅實的保證。
教學安排
修業年限
總修業年限為八年，實行八年一貫制的教學安排，採取“3+2+3”的三階段培養方案。
培養方案
第一階段--基礎：1~3年級，就讀於清華大學，由醫學院、生命科學院、化學系等共同教學，完成公共基礎課程（通識教育課程）和基礎醫學課程（專業基礎課），並安排“臨床醫學見習”等實踐教學。如果在完成前三年的學習後學生不想繼續深造或者不符合出國留學要求將有機會轉入其他院系並完成第四年的學業後獲得相應的本科學士學位。
第二階段：4~5年級，實驗班中每一個符合要求的學生都將公派至海外一流大學，進入國際前沿實驗室進行嚴格的科研訓練。學生在會接受醫學倫理學、論文攥寫、文獻檢索、臨床前模擬訓練課等臨床與科研相關的課程學習。期間將實行為每位學生配有國外和清華個一位導師的“雙導師制”。
第三階段：6~8年級。3年時間在國內大型綜合性醫院進行臨床醫學課程的學習和臨床實習。北京協和醫院、中國人民解放軍總醫院（301醫院）、北京清華長庚醫院（新建）將成為我們的教學醫院；課程包括診斷學、內科學、外科學、婦產科學、兒科學、神經病學、精神病學、眼科學、耳鼻喉科學、口腔科學等40門臨床醫學課程。
學生完成學業獲得醫學博士學位( M.D.)。
主幹學科
基礎醫學、臨床醫學。
項目優勢
綜合優勢---“頂級”與“唯一”
（1）唯一培養具有國際視野的醫師科學家的教育計畫
（2）唯一塑造未來醫學領軍人才的頂級培養過程
（3）唯一融入綜合性大學的頂級培養環境
（4）唯一採用國際化雙導師制的頂級培養模式
基礎課程優勢
醫學實驗班的基礎課程設定充分發揮清華多學科的綜合優勢，整合了生物、醫學、人文、理學等優勢資源。實行雙語教學，達到與國際接軌。課程完成後學生具備生命科學和醫學的雙堅實知識基礎。這種醫學院與綜合性大學緊密聯繫的硬體模式在培養擁有深厚人文素養的醫學領軍人才中獨占鰲頭。
| 通識課程 | 專業基礎課程 | 醫學基礎課程 | |
| 微積分 | 生物化學及實驗 | 系統解剖學及實驗 | 組織學及實驗 |
| 機率論與數理統計 | 細胞生物學及實驗 | 神經解剖學及實驗 | 人體胚胎學及實驗 |
| 大學物理 | 分子生物學及實驗 | 局部解剖學及實驗 | 醫學生理學及實驗 |
| 無機與分析化學及實驗 | 遺傳學及實驗 | 醫學遺傳學及實驗 | 醫學免疫學及實驗 |
| 有機化學及實驗 | 發育生物學 | 醫學微生物學及實驗 | 醫學寄生蟲學及實驗 |
| 普通生物學 | 神經生物學 | 病理學及實驗 | 病理生理學 |
| 哲學與人生 | 藥理學及實驗 | 醫學統計學 | |
| 思想道德修養與法律基礎 | 醫學儀器原理 | ||
科研優勢
豐富的海外兩年留學實習經驗，將成為學生積極的智慧源泉，為日後成為高素質、高層次的醫師科學家奠定紮實的理論與實踐基礎。學生們的專業科研素質和認真的學習態度得到了國內外導師們的一致認可和高度評價。截至目前，不少同學發表了綜述，參與了文章寫作，也積極參加國際學術會議，以口頭報告或是poster的形式展示自己的學術進展。
前三界醫學實驗班學生髮表文章和參加會議統計（人數：82）
| 科研成果 | 發表總數 | 學生百分比 | 平均影響因子 |
| 第一作者 | 40 | 23% | 5.81±2.45 |
| 綜述 | 14 | 12% | 5.75±2.14 |
| 科研論文 | 101 | 61% | 5.96+3.12 |
| 口頭報告 | 34 | 22% | / |
| Poster | 119 | 66% | / |
臨床優勢
2005年中國人民解放軍總醫院（301醫院）掛牌成為清華大學臨床教學醫院，同時該院22位醫學專家受聘為清華大學兼職教授。
2006年教育部、衛生部共建北京協和醫學院大會舉行，積極推進清華大學與北京協和醫學院合作辦學，實現共同發展。
2014年北京清華長庚醫院開始營業，她是清華大學的新建附屬醫院，融醫療、教學、科研、預防、康復於一體。醫院將通過創新機制，延攬海內外高層次醫學人才，依託清華大學人才培養、學科交叉的優勢，建設醫學和理工、人文緊密結合的高水平醫學研究平台，打造一流的臨床教學醫院。
雙導師制
第二階段學習的前兩個月，學生將根據興趣在四個不同實驗室進行科研輪轉，最終選擇一個實驗室進行為期兩年的科研訓練。每一位學生將會被指定一位匹茲堡大學的導師和一位在清華大學的導師。“雙導師制”既有利於學生迅速地從本科學習階段過渡到國外科研訓練，也有利於學生在美國期間的科學研究以及回國後科學研究的繼續和深入。
目前，實驗班的學生在國外大學進行的科學研究包含了醫學的各個熱門研究領域，基因組學、免疫學、幹細胞研究、細胞分子工程、癌症、神經退行性疾病、傳染性疾病的疫苗開發等。
分流和淘汰制
實行八年一貫連續培養，同時，實行質量監控，確保各階段的培養質量。對由於各種原因不能適應學習者，實行分流和淘汰制，但不設具體淘汰率。對不能達到學校規定的相應要求或本人不願進入下一階段學習的學生，將實行分流或淘汰。根據學生的學習情況，予以轉專業、本科畢業或結業。
前景未來
1. 臨床 醫生：大部分畢業生將成為各大醫院的醫生。
與其他醫學院校不同的是他們不僅具備很強的臨床實踐能力，而且具備很強的科研能力，能夠通過科學研究攻克在臨床工作中遇到的醫學難題，因此更易脫穎而出成為各自專業的領軍人才。
2. 科研型醫生 ：部分畢業生會進入國內外著名醫院或研究所從事醫學研究。
與傳統的科學家不同的是他們不僅具備很強的科研能力，同時又有臨床經歷，這使他們的科學研究成果更易轉化為臨床套用，引導各自領域向縱深發展。
3. 其他：少數畢業生會進入政府職能部門、國際衛生組織、大型製藥企業、醫療投資行業等。
由於實驗班學生既懂臨床、又通科研；既知曉本國國情，又擁有國際視野；因而會有少數學生進入政府職能部門、國際衛生組織、大型製藥企業、醫療投資行業等，並在各自行業大展身手！
