Le CHL est créé par la loi du 10 décembre 1975. Il a le statut d’un établissement public qui dispose de l’autonomie financière et administrative et qui est géré par les formes et d’après les méthodes du droit privé.

Le CHL est administré par une Commission administrative composée de 13 membres : 6 délégués de l’Etat, 3 délégués de la Ville de Luxembourg, 2 délégués de la Fondation Norbert Metz depuis la fusion avec la Clinique d’Eich (aujourd'hui CHL Eich) et 2 délégués du personnel du CHL.

Le Ministre de la Santé exerce la tutelle dans certains domaines précisés par la loi.

Le CHL est dirigé par un Directeur général assisté d’un Directeur médical, d’un Directeur des soins et d’un Directeur administratif et financier. Ensemble, ils forment le comité de direction, assisté par un Secrétaire général.

Ouvert en 1976, après la réunion de l’Hôpital Municipal nouvellement construit (aujourd'hui CHL Centre), la Maternité Grande-Duchesse Charlotte (à présent CHL Maternité) datant de 1936, et la Clinique Pédiatrique (aujourd'hui CHL Kannerklinik) datant de 1966, rejoint en 2004 par la Clinique d’Eich (CHL Eich), le CHL a aujourd’hui une capacité de 589 lits et emploie 2 743 collaborateurs actifs dans plus de 97 métiers. Parmi eux on dénombre quelques 447 médecins et un 1645 soignants.

Le CHL est le seul centre hospitalier dans lequel des médecins travaillent comme salariés à plein temps à l’hôpital. Depuis sa fondation, le CHL est fortement engagé dans des activités de formation et d’enseignement ainsi que de recherche, missions qui lui sont confiées explicitement par la loi. De nombreux services du CHL sont reconnus par les universités des pays voisins en tant que terrain de stage et de formation pour les futurs médecins, pharmaciens ou biologistes. Plus de 1450 médecins en voie de spécialisation sont passés depuis 1976 au CHL pour tout ou partie de leur formation.

En 2022, le CHL a réalisé quelques 28 238 hospitalisations en stationnaire, 11 927  hospitalisations en hôpital de jour et 609 782 prises en charge en ambulatoire dans les consultations et les secteurs médico-techniques, représentant quelques 189 219 patients traités et suivis sur l'année.

Le CHL est réparti dans 8 pôles et 41 services cliniques gérés conjointement par un médecin et un soignant. Ce modèle organisationnel permet une responsabilisation et la collaboration efficiente entre tous les acteurs, ainsi qu’un suivi des activités de manière plus formelle et objective.

Le Centre Hospitalier de Luxembourg regroupe aujourd’hui quatre cliniques :

CHL Centre

Outre ses services généraux de médecine, de chirurgie et de psychiatrie, le CHL Centre héberge plusieurs services nationaux comme celui de la neurochirurgie, de l’onco-hématologie, des maladies infectieuses et tropicales rares et de l’immuno-allergologie.

CHL Eich 

Suite à l’arrêté grand-ducal du 3 octobre 2003, ce site hospitalier a été intégré et rattaché au Centre Hospitalier de Luxembourg. Outre son rattachement administratif, cette fusion a permis la consolidation des services d’ophtalmologie, d’ORL et d’orthopédie, ainsi que la mise en place des services de médecine interne polyvalente, de médecine du sport et de prévention, de gériatrie aiguë et de soins palliatifs.

CHL Maternité (Maternité Grande-Duchesse Charlotte)

Elle propose une offre de soins globale : les consultations de gynécologie médicale et chirurgicale, le suivi des grossesses y compris les grossesses à risque, l’accueil des urgences gynéco-obstétricales 24h /24, la prise en charge diagnostique et thérapeutique du couple stérile au service national de procréation médicalement assistée (PMA) et au laboratoire FIV. La nouvelle Maternité du CHL, reliée physiquement et fonctionnellement à la KannerKlinik, a ouvert ses portes en août 2015.

CHL KannerKlinik 

Elle assure la prise en charge des enfants de tout âge, allant des soins pour le nouveau-né à ceux de l’adolescent, certains enfants étant pris en charge dès la grossesse en équipe pluridisciplinaire. Elle prend en charge les enfants depuis la naissance jusqu’à l’adolescence. Elle héberge les services nationaux suivants : néonatologie intensive, soins intensifs pédiatriques, chirurgie infantile et psychiatrie infantile. Elle dispose de son propre service de radiologie pédiatrique ainsi que d’un éventail très large de spécialités médicales et chirurgicales.