Σε ότι αφορά την εφαρμογή σύγχρονων προσεγγίσεων και τεχνολογιών αιχμής στη χειρουργική του κρανίου και του εγκεφάλου, πρωτεύοντα ρόλο παίζουν στην αφαίρεση πρωτοπαθών ή μεταστατικών όγκων.  Η εφαρμογή ενδοσκοπικής χειρουργικής και οι μέθοδοι διεγχειρητικής νευροπαρακολούθησης σε πολλές περιπτώσεις μπορούν να εξασφαλίσουν ασφαλή πρόσβαση για βιοψία, μερική ή ολική αφαίρεση όγκων μέσω μικροχειρουργικής αναλόγως της θέσης και της μορφολογίας του όγκου. Έτσι, όγκοι στο πρόσθιο τμήμα του κρανίου μπορούν ενδεχομένως να αφαιρεθούν μέσω της ρινικής οδού (διασφηνοειδική προσπέλαση) ενώ όγκοι όπως το ακουστικό νευρίνωμα, το αιμαγγειοβλάστωμα, τα μηνιγγιώματα ή οι όγκοι της παρεγκεφαλίδας, μπορεί να προσεγγιστούν μέσω μικρής οπισθοσιγμοειδικής κρανιοτομίας. Άλλο μεγάλο κεφάλαιο στις τεχνικές χειρουργικής εγκεφάλου/κρανίου είναι και οι τεχνικές διαχείρισης των διαταραχών παροχεύτευσης του εγκεφαλονωτιαίου υγρού (ΕΝΥ). Μη ομαλή κυκλοφορία ή συσσώρευση ΕΝΥ μπορεί να προκαλέσει υδροκέφαλο και ενδοκρανιακή υπέρταση, η αντιμετώπιση των οποίων είναι ανάλογη της αιτίας που τα προκάλεσε αλλά και της κλινικής κατάστασης του ασθενούς. Επιπλέον, οι διαταραχές  αυτές μπορεί να είναι οξείες και να χρήζουν άμεσης παροχέτευσης της περίσσιας ΕΝΥ μέσω κρανιοανάτρησης ή χρόνιες ώστε να απαιτούν μόνιμη εξωγενή ρύθμιση. Μια επιλογή μόνιμης ρύθμισης της κυκλοφορίας ΕΝΥ είναι η 3^η κοιλιοστομία που περιλαμβάνει τη χειρουργική διάνοιξη εναλλακτικών οδών κυκλοφορίας ΕΝΥ παρακάμπτοντας το σημείο απόφραξης. Άλλη επιλογή είναι η εμφύτευση συστήματος παροχέτευσης με παρεμβολή βαλβίδας υδροκεφάλου προκειμένου το επιπλέον εγκεφαλονωτιαίο υγρό να παροχετεύεται  συστηματικά στην περιτοναϊκή κοιλότητα. Σε κάθε περίπτωση, οι επιλογές τεχνικών για την αντιμετώπιση του υδροκέφαλου αποτελεί εξατομικευμένη διαδικασία που σχεδιάζεται αναλόγως των προσωπικών χαρακτηριστικών του κάθε ασθενούς. Τέλος, στις περιπτώσεις εκτεταμένων ή μη-προσβάσιμων όγκων ή βλαβών που η εφαρμογή ενδοσκοπικής μικροχειρουργικής δεν είναι εφικτή, ενδέχεται να χρειαστεί εκτεταμένη κρανιοτομία κατά την οποία αφαιρείται τμήμα του κρανίου το οποίο επανατοποθετείται μετά το πέρας της επέμβασης. Σε περιπτώσεις εκτεταμένων κρανιακών βλαβών επιλογή είναι και η κρανιεκτομή κατά την οποία τμήμα του κρανίου αφαιρείται ενώ σε δεύτερο χρόνο το οστικό έλλειμα μπορεί να υποκατασταθεί με ακρυλικά ή βιοσυνθετικά εμφυτεύματα στο πλαίσιο επέμβασης κρανιοπλαστικής. Οι ‘ανοιχτές’ επεμβάσεις του κρανίου, παρότι επιφέρουν μεγαλύτερη κλινική επιβάρυνση από την ενδοσκοπική μικροχειρουργική, κατά περίπτωση αποτελούν την ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη επιλογή ενώ οι σύγχρονες εξελίξεις στη νευροχειρουργική επιστήμη διασφαλίζουν άριστα αποτελέσματα και γρήγορη αποκατάσταση ακόμα και σε περιπτώσεις εκτεταμένης ανακατασκευής κρανίου.