北京天坛医院驱动生物医药新发展引擎，加强创新培育力度，扎实推进神经系统疾病领域的新药器械成果转化，如快速基因分型检测、胶质母细胞瘤新药绿原酸、高精度微创血管介入手术机器人，以及基于人工智能技术开发的全球MRI、CT神经影像人工智能辅助诊断产品、脑网络连接组学人工智能麻醉、临床晕厥诊断系统等方面取得积极进展，创新成效逐步显现。
北京天坛医院神经外科拥有悠久的历史，半个多世纪的历程，神经外科培养了王忠诚院士、赵雅度教授、罗世祺教授、赵继宗教授、张俊廷主任医师等一批享誉国内外的专家学者。科室也由初的3个临床专业组，逐步扩展为13个，400张床位。神经外科中心现有医师123名，59%的人员具有高级职称，64%的人员具有博士或硕士学位。博士生导师6名，硕士生导师19名，博士后流动站1个，培养博士后14名，博士研究生37名，硕士研究生118名。护士146名，其中60%具有专科以上学历。8名北京市科技新星正在进行重点课题的研究工作。充足的人力资源、精湛的技术水平、厚重的科室文化为神经外科的迅猛发展奠定了坚实的基础。
作为重点学科，北京天坛医院神经外科每年平均开展各项高、精、尖手术7000余例，为大量的患者解除了病痛，挽救及延长了患者的生命。脑干占位病变、脊髓内肿瘤、脑血管疾病、颅底肿瘤、丘脑胶质瘤等手术治 疗居国际领 先地位。小儿颅内肿瘤、颅内肿瘤、脊柱脊髓肿瘤、垂体瘤的手术治 疗居国内接近国际先 进水平。在广泛开展显微神经外科手术的基础上，率先建立起了微创神经外科技术平台，其水平居国际领 先。导航手术、内窥镜辅助手术、立体定向及深部微电极刺激治 疗、癫痫的手术治 疗居国内接近国际先 进水平。脑肿瘤手术死亡率1.04%；脑干手术死亡率1.2%；动脉瘤死亡率1%以下。
欧洲科学院(又称欧洲人文和自然科学院，Academia Europaea)2021年度生命科学部院士增选，首都医科大学附属北京天坛医院张力伟教授当选欧洲科学院院士，成为中国神经外科领域获此殊荣的人。