北京天坛医院传承“医德高尚、精益求精、严谨求实、勤俭廉洁”的院训精神，秉承“全心全意为病人服务”的工作宗旨，先后涌现出王忠诚院士、赵继宗院士、戴建平教授、王拥军教授等一批中国临床神经科学医学家与领军人物。在几代人的努力下，北京天坛医院与共和国同呼吸、共命运，共渡“艰难困苦，玉汝于成”的发展历程，成为中国临床神经科学的引领者。
北京天坛医院作为北京市首批研究型病房试点单位，深入探索研究型医院、研究型病房建设，并建立新药研发完整体，承接国内外临床研究，助力北京G20
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。
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。