清华大学医学院玉泉医院脊髓外科是擅长治疗各种脊柱脊髓疾病的一流专科。该科具有现代化的诊疗设备，如最新型核磁共振机、螺旋CT、DSA、神经外科手术显微镜、脊柱导航仪、高速磨钻、诱发电位仪、立体定向仪、细胞生物实验室和重症监护室等。我科是医院重点科室，同时是清华大学博士后流动站。

清华大学玉泉医院（第二附属医院）功能及微创神经外科是该院神经中心所属重点学科之一，是清华大学医学院博士后流动站及博士学位授予点，也是清华大学生命科学与医学研究院－脑科学与神经疾病研究所的临床治疗中心。科室目标是成为清华大学附属教学医院的重点科室，并成为清华大学医学院8年制医学博士的临床教学和实习基地。

清华大学玉泉医院脑瘫及周围神经外科（神经外科三病区）是国际化脑瘫及周围神经病变专业治疗科室，与日本、美国、加拿大有广泛的学术交流。由留日医学博士王世杰主持日常医疗工作，积极引入国际上脑瘫治疗的先进理念和先进技术，倡导脑瘫系统化和个性化综合治疗理念，使手术治疗、康复训练以及其他治疗有机结合，在国内率先采用组合周围神经缩窄术治疗脑瘫肢体痉挛，手术创伤小，无手术并发症，术后第二天下地开始康复训练，疗效明显。采用显微周围神经松解术治疗糖尿病肢体麻痛，解除了糖尿病患者的慢性痛苦，防止病变进一步加重，手术治疗效果优异。 同时与清华大学生物医学基础研究相结合，多项手术技术、神经损伤修复技术以及康复技术等为国内领先，治疗效果显著。

清华大学玉泉医院（清华大学第二附属医院）癫痫研究中心位于医院住院楼四层神经外科第五病区，引进美国、德国最先进的全套电生理检查和癫痫发作起源灶定位系统，并具备一支由神经外科、神经内科、电生理、影像等多学科组成的专家队伍。
　　目前可完成的检查手段包括：普通视频脑电检查；128导双视频脑电长程监测（夜间自动红外线监测）；128导脑电偶极子定位系统；偶极子定位与核磁共振（MRI）三维成像与影像融合系统；多达128通道脑皮层电极与脑深部电极脑电与皮层刺激同步系统，可对大脑功能与癫痫发作起源灶进行精确定位。
　　 中心提供对患者全面的诊断和治疗手段，已开展的治疗方案包括：正规全面的药物治疗；在大脑功能准确定位和脑神经监测等安全保护措施下准确切除癫痫起源灶；立体定向伽玛刀治疗不开颅，痛苦小，目前居国内领先地位。


清华大学（第二附属医院）神经中心，清华大学生命科学与医学研究院－脑科学与神经疾病研究所，在神经外科新近组建颅底与颅椎交界疾病专业组病房，这是逐步建设成为国内一流神经外科为主的特色医院的有一重要举措。颅底外科，病种复杂，手术难度很高，是近 20 内发展起来的交界学科，是现代神经外科、耳鼻口腔科、整形科及其它科医生感有兴趣并具挑战性的领域，它研究的内容包括：发生于脑底肿瘤或动脉瘤和血管畸形，或从颅内、鼻腔、口腔等发展起来并累及颅底的肿瘤。由于近 20 年的神经影像和显微手术解剖的发展，颅底神经外科已在先进国家大量地、并我国少数先进单位普遍开展起来。

在现代显微手术设备的条件下，现代神经外科手术解剖学知识的发展是现代颅底神经外科发展起来的关键，通过系统的手术操作 “艺术”为病人提供远比以往更为优质的手术疗效；而这种特殊“艺术”技能的获得，来自于丰富临床实践知识和现代显微神经外科手术解剖学的基础训练。为了能使颅底及其相关神经外科的扎实开展和蓬勃发展，我院目前由李小勇博士亲自策划，已开始修建美国佛罗里达大学医学院神经外科 Rhonton 氏显微神经外科手术解剖实验室，相信这个实验室会对本院年轻医生的培训和友好单位的合作发挥应有的重要作用。