目前，北京天坛医院拥有国家重点学科3个，国家临床重点专科5个，其中神经外科学、神经病学2017、2018年获得中国医院科技量值排名双；拥有中国科学院院士1人、北京学者2人、首批教育部青年长江学者1人、万人计划3人、国家百千万人才1人等；荣获国家科学技术进步奖1项，国家科学技术进步一等奖1项、二等奖4项；获批博士培养专业15个，硕士培养专业25个，博士生导师70名，硕士生导师142名。
北京天坛医院作为北京市首批研究型病房试点单位，深入探索研究型医院、研究型病房建设，并建立新药研发完整体，承接国内外临床研究，助力北京G20
北京天坛医院驱动生物医药新发展引擎，加强创新培育力度，扎实推进神经系统疾病领域的新药器械成果转化，如快速基因分型检测、胶质母细胞瘤新药绿原酸、高精度微创血管介入手术机器人，以及基于人工智能技术开发的全球MRI、CT神经影像人工智能辅助诊断产品、脑网络连接组学人工智能麻醉、临床晕厥诊断系统等方面取得积极进展，创新成效逐步显现。
张力伟教授针对脑干胶质瘤开展液体活检的研究成果，为脑干胶质瘤的早期诊断、疗效评价及动态监测提供了更有价值的方法，颠覆了目前以MRI和取得组织病理为主要依据的诊疗模式，推进了脑干胶质瘤的诊疗进程。