神经外科是北京天坛医院重点学科。拥有王忠诚教授、赵雅度教授、罗世祺教授、赵继宗教授等一批国家级有突出贡献的科技专家，在国内外享有较高的声誉。2002年天坛医院神经外科成为教育部的重点学科和神经外科高级医师培训基地、卫生部的神经外科继续教育基地、北京市卫生局的北京市住院医师培训基地。 

       该科现有9个临床专业组，400张病床，医师90人，护理人员137人，具有副高级以上职称的医师43名。其中具有博士学位者30名，硕士学位者30名，博士生导师3名，硕士生导师16名。

         科室拥有大型检查仪器设备．如磁共振、CT、ECT，还有伽玛刀、神经导航系统、神经内镜等各种先进的神经外科治疗设备为病人诊治疾病。近年来开展的导航手术、脑室纤维内窥镜手术、立体定向。及深部微电极刺激(“细胞刀”)治疗癫痛手术等，都是与国际同步的新技术。目前，平均每年开展神经外科手术4000余例，脑干手术、颅底手术、脑血管病手术在数量和质量方面均居国际领先水平。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。近年来，在显微手术的基础上又开展了微刨神经外科技术和导航手术800余例，治疗了大量的神经外科疑难复杂病例。

        1990年以来，神经外科共获科技成果奖59项，其中国家级奖16项。出版在国内有重要影响的专著37部。承担着国家“973”课题、“九五”攻关课题和“十五”攻关课题4项，国家自然科学基金4项，北京市科委重点科研项目15项。

          该科设有博士后流动站1个，培养博士研究生24名、硕士研究生55名。目前在读博士研究生32名，在读硕士研究生52名，神经外科博士后流动站已培养博士后12名。有8名北京市科技新星正在进行重点课题的研究工作。