对早产儿、患病新生儿、产妇存在疾病状况导致婴儿出生后可能出现异常状况的新生儿进行特殊护理、治疗。包括呼吸、心脏、血压、氧饱和度、血气、电解质、体温、血糖和胆红素等方面的监护。
新生儿病房分为三级：Ⅰ级为母婴同室病房（通常在产科病房内），Ⅱ级为病情较轻、生命体征稳定的新生儿所在的病房，Ⅲ级为级别最高的新生儿重症监护病房（neonatal intensive care unit; NICU）。在Ⅲ级NICU进行重症监护的新生儿，主要包括气管插管需要呼吸支持（包括拔出气管插管后24小时内仍需严密观察）、重度围产期窒息、严重心肺疾病、呼吸暂停、惊厥、多器官功能障碍、因疾病需换血治疗、需要静脉营养支持的新生儿，围手术期新生儿，病情尚不稳定的极低出生体重早产儿等。Ⅲ级NICU需要较高的医护技术力量，需配置众多的护理人员和现代化仪器设备（见图），目的是降低新生儿的死亡率，减少患病新生儿并发症的发生，提高生存质量。
Ⅲ级NICU在医护人员床位配比、病房空间及床间距、床旁交接班工作制度、院感防控制度、麻醉镇痛镇静药等特殊药物的管理等方面有严格的要求，各医院、省（自治区、直辖市）市、地区的新生儿质量控制中心对Ⅲ级NICU的管理和监护均有明确的专业规定。
新生儿重症监护涉及的仪器设备众多，且需采用适用于新生儿解剖特点、精密程度高、敏感度高、性能稳定的监护设备。用于新生儿重症监护的主要设备包括：
①具有可进行体重测量功能的恒温箱。在新生儿（特别是极低出生体重的早产儿）重症监护中，体重的监测是确定喂养或输液量、动态了解患儿体格生长状态的基本指标，对于病情较危重或体重过小的早产儿，由于外界温度的变化可能影响病情，因此常规的体重定期监测应在具有测量体重功能的恒温箱内进行。
②心电图、呼吸、脉搏、体温、血压（包括有创和无创血压监测功能）、血氧饱和度监护仪。
③适合新生儿病理生理特点、可实时显示潮气量、气道阻力和呼吸常数等肺功能主要指标的呼吸机。Ⅲ级新生儿重症监护病房应每床配备一台呼吸机，开展了新生儿转运的重症监护病房应配备转运呼吸机。
④床旁心电图。心脏听诊或在心电监护仪监视屏幕上发现新生儿心率或节律出现可疑状况时，需进行新生儿床旁心电图检查，以帮助确诊。
⑤床旁血气分析仪。危重新生儿（特别是需要气管插管呼吸支持的新生儿）的血气监测是Ⅲ级新生儿重症监护病房必须具备的监测条件，可帮助医护人员迅速准确地了解患儿通气血氧状况和电解质、血红蛋白、酸碱代谢状况。
⑥床旁血糖监测仪。最常用的为床旁外周血糖监测仪，逐渐有Ⅲ级NICU开始对顽固性低血糖新生儿通过皮下埋入电极导联进行连续血糖监测，以最大限度地实时监测新生儿血糖变化，了解针对低血糖治疗措施的有效性，降低低血糖脑损伤的发生率。
⑦经皮胆红素监测仪或微量血总胆红素监测仪。
⑧振幅整合脑功能监测仪（可同时配备视频设备），对可能存在导致脑损伤疾病的新生儿进行连续床旁脑功能监测，有助于快速了解新生儿脑功能状态、大致判断预后，属于脑功能监测筛查设备。
⑨部分Ⅲ级新生儿重症监护病房可选配经前囟门的颅内压监测设备。