神经外科临床诊疗中心为自治区级临床重点专科，新疆医科大学支撑学科，新疆医科大学第二附属医院重点学科，国家卫健委能力建设和继续教育中心认定的神经外科建设中心，国家民政部指定全国第四家、西北地区唯一一家“明天计划”脑瘫手术和康复治疗中心，于2021年建立了院级癫痫中心、神经内镜中心。目前设四个病区：神经外科一病区（神经肿瘤）、神经外科二病区（脑血管病）、神经外科三病区（神经介入及功能），神经外科四病区（脑瘫手术与康复中心），编制床位130张。中心有享受国务院特殊津贴、自治区突出贡献优秀专家1人，天山英才2人。人才梯队合理，现有主任医师10人，副主任医师4人，主治医师6人，住院医师4人，其中博士4人，在读博士4人，硕士10人。博士研究生导师2人，硕士研究生导师8人，共培养博士研究生17人，硕士研究生50余人。

经过30余年的不断发展，已逐步形成以下特色专业：各种复杂颅内肿瘤手术，如：复杂颅底肿瘤、枕骨大孔区肿瘤、鞍区肿瘤等，颅内动脉瘤和动静脉畸形显微手术及介入栓塞治疗、颈内动脉海绵窦瘘和硬脑膜动静脉瘘介入栓塞治疗、颈动脉狭窄内膜切除术及支架置入术、烟雾病外科治疗、难治性癫痫的各种手术治疗、颅神经微血管减压术、选择性脊神经后根部分切除术、颈总动脉交感神经网剥脱术、脑干出血手术治疗等，技术帮扶单位（含手术会诊单位）覆盖全疆大部地区，在处理各种神经系统疑难复杂疾病方面，在疆内处于领先地位。

自2020年3月医院引进立体定向仪，开展立体定向下痉挛性斜颈脑深部电极植入术、深部肿瘤活检术等。2020年6月医院新建成杂交复合手术室并投入使用，开展复合手术下颅内动脉瘤夹闭术、颅内动静脉畸形栓塞+切除术、颈动脉粥样硬化斑块剥脱术、颅内外动脉直接搭桥术等。2021年开展多模态+术中唤醒功能区脑胶质瘤切除术。2023年开展手术机器人导航辅助神经内镜下颅内血肿清除术和经鼻蝶入路垂体腺瘤切除术、难治性癫痫颞叶海马杏仁核切除术、癫痫病灶深部电极置入术（SEEG）等。

承担国家自然科学基金项目3项，自治区科技援疆项目3项，自治区自然科学基金项目12项，自治区卫健委青科项目2项，省部共建重点实验室项目脑科学专项3项，自治区神经系统重点实验室项目11项，与中南大学湘雅医院合作横向课题1项。在国内外知名期刊发表学术论文100余篇，其中SCI收录10余篇，获实用新型专利7项。承担国家继续教育项目7项，自治区继续教育项目6项。

科研项目“颅神经疾病的临床诊治及实验研究”获2009年度新疆医学科技奖三等奖。“颈动脉粥样硬化斑块的病理类型和影像学特征与缺血性脑卒中发病的相关性研究”获2015年度新疆医学科技奖三等奖。“视神经损伤后病理溃变及手术和药物干预的实验研究”获2017年度新疆医学科技奖三等奖。