北京天坛医院立足于建设国际一 流的创新型医院的总要求，医院基于“强专科、大综合”的发展战略定位，以疾病为中心重组并调整优势学科和基础学科发展架构，以患者为中心逐步补齐学科发展短板，保持神经学科引领优势，激发基础学科潜力动能，更好地为北京城南居民和外埠来京患者提供优质医疗服务。
同时，北京天坛医院坚持“创新驱动、人才优先、合作共赢”的新发展理念，把发展战略融入北京科技创新中心建设蓝图：一是贯彻落实国家改善医疗服务行动计划有关要求，引入智慧服务理念，充分应用人工智能、物联网、大数据、云计算等先进技术建设智慧型医院，更好地为患者提供优质、、高 效、便利的医疗服务。
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。
张力伟教授集成创新脑干及颅底肿瘤诊疗关键技术，将多模态神经影像、导航和神经功能监测等技术融合应用到术前神经功能评价及术中神经功能保护中，显著改善患者预后。脑干及颅底的复杂手术年手术量近200台。