Neurochirurgie je jedno z odvětví chirurgie zabývající se léčbou onemocnění, která postihují nervový systém, tedy mozek, periferní nervovou soustavu, páteř a míchu. Tento obor řeší nemoci, které souvisí s úrazy mozku nebo míchy, mozkovými a míšními nádory, degenerativním onemocněním páteře atd. Jako samostatný obor, který řeší expanzivně chovající se léze, se vyčlenila onkochirurgie a také cévní chirurgie, která se zabývá degenerativním onemocněním páteře či funkčními nervovými chorobami, jakými jsou například bolest hlavy nebo epilepsie. Neurochirurgie úzce souvisí s neurologií, která se však zabývá pouze diagnostikou a konzervativní terapií. Lékař specializující se na tento obor se nazývá neurochirurg.