למחלקה הנוירוכירורגית חדר ניתוח ייעודי אשר כולל מערכת ניווט חדשה, אולטרה-סאונד תוך ניתוחי ורובוט חדשני המאפשר ביצוע פרוצדורות כמו ביופסייה של רקמת גידול בדיוק רב. כמו כן, מתבצעים במחלקה ניתוחים בעירות מלאה בשילוב עם רישום אלקטרופיזיולוגי מרקמת המוח וניטור של נוירופסיכולוג במטרה לשמר תפקודים חיוניים של המטופל במהלך הניתוח. בנוסף, מתבצעים במחלקה ניתוחי בסיס גולגולת מורכבים. ניתוחים אלה מתבצעים במגוון גישות וטכניקות ניתוחיות, כולל גישות משולבות עם רופאים מתחומים שונים. חלק מניתוחים אלה מתבצע ב גישה אנדוסקופית – דרך האף. גישה זו התפתחה בצורה משמעותית בעשור האחרון ובמקרים רבים היא מחליפה את הניתוחים המסורתיים של פתיחת הגולגולת.
המחלקה נותנת מענה לנפגעים עם חבלות ראש קשות בירושלים ובסביבה. הטיפול בנפגעים אלה הוא רב תחומי ונותן מענה גם לפצועים קשים ורב מערכתיים. בחבלות הראש הקשות מתבצע ניטור הכולל מדידת לחץ תוך גולגולתי, ניתוחים במקרים מתאימים ומגוון הטיפולים המתקדמים הקיימים למניעת נזק מוחי נוסף בחבלות הראש הקשות.
המחלקה הנוירוכירורגית מהווה חלק ממערך המוח הכולל גם את יחידת השבץ המוחי והיחידה לנוירורדיולוגיה פולשנית (צנתור מוח) שמטפלת במחלות של כלי הדם המוחיים כמו מפרצות ו AVM (arteriovenous malformation). המחלקה עובדת בשיתוף פעולה עם היחידה לניתוחי עמוד שדרה, המחלקה האונקולוגית ומחלקות כירורגיות מתחומים שונים.