广医三院神经外科是一个集医疗、科研、教学一体的功能齐全、结构合理的专业科室，是广州市医学会神经外科分会的副主委单位、中国老年医学学会神经医学分会全国常委单位、中国神经科学学会神经损伤与修复分会的全国委员单位、中国医师协会神经损伤培训委员会全国委员单位。专科设有ICU重症监护病房，配备有进口的人工呼吸机、多参数监护仪、除颤机、微量泵、颅内压监护仪、电动快速颅钻、降温毯、微电脑输液泵、半导体激光治疗仪、脑电仿生电刺激仪、空气波压治疗仪等一大批抢救治疗和促进康复的先进设备。另外，还配备有菲利浦3.0T磁共振扫描仪（MR）、64排东芝双螺旋高速计算机断层扫描仪（CT）、菲利浦大型悬吊式C臂平板数字造影X光机等高级检查设备，以及全国首台的第三代电磁手术导航系统、德国徕卡高级手术显微镜、美敦力高速气动颅钻、高精度脑立体定向仪和射频热凝仪、美国超声吸引刀（CUSA）、分子射频手术刀、高清脑镜系统、术中多普勒超声仪等先进手术医疗器械。
　　神经外科目前是广医三院的特色学科之一，长期收治大量的颅脑损伤、脑血管意外、脑肿瘤、脑脓肿、颅内动脉瘤、动静脉畸形、脊髓肿瘤等病人，有较高的开颅手术治疗水平和救治成功率，尤其在脑血管病、高血压脑出血和重症颅脑损伤病人的急诊救治方面积累了丰富的临床经验。神经外科大力开展显微神经外科手术、脑血管病介入治疗、立体定向手术和高清脑镜微创手术等微侵袭治疗方法，在大大提高手术成功率的同时减轻了病人的痛苦和降低了病残率，形成了鲜明的微创治疗的专科特色，效果良好。另外，神经外科对先天性脑穿通畸形病人的治疗采取了独创性的新手术疗法，取得了上佳的临床效果。采用中医药辅助治疗和综合康复手段成功治愈了大量颅内血肿及重症原发性颅脑损伤的病人，在挽救生命的基础上注重改善患者的神经功能障碍，追求更好的生活质量。
　　神经外科开设有头晕头痛专科、脊髓外科、癫痫外科等专科门诊，由经验丰富的专家坐诊，深受广大患者的欢迎。