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。
为了响应国家“非首都功能疏解”战略部署，配合京津冀协同发展战略布局，助力北京“中轴线”申遗工作，北京天坛医院新院于2013年12月开工建设，2018年10月6日试运行，2019年1月30日正式投入运行，是建国以来北京市家整体搬迁的大型三级甲等综合医院。新院位于丰台区南四环西路119号，总占地面积181581平方米，总建筑面积 352294平方米，划分为医疗、行政科研与干部保健、教学三大功能区域。截至2019年，医院共设有临床科室67个，医技科室8个，编制床位1650张，在职职工3210人。
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。
张力伟说，多模态融合技术就是通过融合多种成像技术，将脑部的解剖信息和脑功能与脑组织代谢等多种模态的图像信息整合在一个平台上，从中获取不同模态图像的优点或互补性的新图像技术。该技术不仅智能化高、定位明确，减少了人为误差，且让神经外科手术更加，治 疗效果更好。