天津市神经外科研究所成立于1993年，由12个研究室组成，分别为：颅脑创伤研究室、神经实验外科研究室、流行病研究室、神经细胞研究室、神经生化研究室、血管内介入治疗研究室、神经放射研究室、神经电生理研究室、来低温研究室、高压氧研究室、微侵袭治疗研究室、和神经病理研究室。
神经实验外科研究室担负着神经外科，显微镜外科培训和各种动物实验。
神经生化研究室具有较完善和先进的、生化和分子生物学的仪器，主要在细胞和分子水平上进行神经外科和神经内科疾病的基础和应用研究。
神经病理和细胞研究室以神经病理和细胞生物学为主，专长于中枢神经系统肿瘤的诊断和神经干细胞的培养，尤以神经干细胞的诱导分化在国内较为领先。还开展免疫组织化学，普通病理学核细胞学研究，并为临床提供必要的生物活性制品。
神经放射研究室是集检查，研究，教学为一体的医技科室，拥有美国GE公司生产的1.5 SIGNA超导核磁共振仪1台，PICKER公司生产的PQ2000SV螺旋CT机2台，美国GE公司生产的ADVANTX数字减影造影仪1台。
神经电生理研究室癫痫症和睡眠障碍的脑电图，诱发电位和事件相关电位及肌电图研究，尤其在儿童期良性、局灶性癫痫的脑电图研究及垂体瘤和小及桥及角肿瘤的诱发电位研究方面，已经取得了许多优异成果。
