北京天坛医院立足于建设国际一 流的创新型医院的总要求，医院基于“强专科、大综合”的发展战略定位，以疾病为中心重组并调整优势学科和基础学科发展架构，以患者为中心逐步补齐学科发展短板，保持神经学科引领优势，激发基础学科潜力动能，更好地为北京城南居民和外埠来京患者提供优质医疗服务。
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。
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。