Neurochirurgia modernă tinde să se ocupe în special de leziuni, cum ar fi urmări ale rănilor la cap, membre, răni provocate de gloanțe sau pătrunderea unui șrapnel, precum și tumori sau diferite excrescențe. Este folosită și pentru a trata atacuri cerebrale cardiovasculare și hemoragii, nervi blocați și comprimați și anomalii congenitale. Neurochirurgul se pregătește inițial pentru chirurgie generală și abia apoi își va alege specializarea. Este foarte importantă cunoașterea anatomiei- nu doar cea a creierului și a nervilor, ci și cea a oaselor, mușchilor, ligamentelor și altor zone care le înconjoară. În unele operații o echipă de neurochirurgi lucrează împreună cu un chirurg ortoped specializat în oase, mușchi și articulații.

Diagnosticarea corectă este importantă în orice ramură a medicinei dar în special în problemele neurologice. O mare dificultate este că țesutul nervos nu este ca cel al pielii, mușchilor sau oaselor. Acestea din urmă se regenerează, se refac și se vindecă dacă sunt tăiate. În unele cazuri, devin aproape ca noi. Însă un nerv odată tăiat, în general, nu se vindecă și nu se reconectează, acest lucru este valabil și în cazul creierului de vreme ce creierul este , de fapt, un labirint gigantic de nervi. Cu toate acestea cercetările recente au demonstrat că anumiți nervi pot fi determinați să se refacă în porțiunea adiacentă, deși foarte lent- în jur de un milimetru pe zi. Cercetătorii speră că în viitor vor fi capabili să stabilească metode de accelerare a acestui proces și, probabil, să folosescă medicamente încă nedescoperite sau implanturi de celule nervoase pentru „a astupa golul”.