Zu diesen gehören Kraniotomien (Operationen am offenen Schädel bei Tumoren, Infekten, Blutungen, intrakraniellen Aneurysmen oder anderen Gefässkrankheiten), chirurgische Ableitungen der Hirnflüssigkeit (intrakranielle und extrakranielle Shunts), Hypophysenchirurgie, Wirbelsäule- und Rückenmarkchirurgie, sowie auch die Versorgung bei Verletzungen des zentralen Nervensystems. Als eines von wenigen Zentren hat das USZ die «Tiefe Hirnstimulation» mittels intrazerebraler Elektroden eingeführt, die bei chronischen Bewegungsstörungen (z.B. Parkinson), Epilepsie und gewissen psychiatrischen Erkrankungen angewendet werden kann.
Eine eigene Kategorie ist die Epilepsiechirurgie mit direkter intrazerebraler elektrophysiologischer Ableitung, Neurostimulation mittels Mikroelektroden oder Resektion des erkrankten Hirnareals.
Am USZ werden ebenfalls komplizierte neurochirurgische Eingriffe bei Kindern durchgeführt.
In der Regel werden die Behandlungen unter allgemeiner Anästhesie durchgeführt. Ausgewählte Eingriffe finden in Lokalanästhesie statt. Die Patientinnen und Patienten sind dabei wach aber unter unmittelbarer Aufsicht der Anästhesie und komplett schmerzfrei. Dies ist notwendig, wenn während der Operation neurologische Funktionen überwacht oder getestet werden müssen, die man in einer Vollnarkose nicht untersuchen kann (z.B. Sprache, Bewegungskoordination).
Die Neuroanästhesie betreut auch Patientinnen und Patienten im unmittelbar anliegenden Institut für Neuroradiologie für Neuroangiographien mit Hirnkatheterlabor (z.B. bei Schlaganfällen) sowie bei Bedarf bei Magnetresonanz-Untersuchungen.