广州医学院神经科学研究所的专科医疗实力已在国内领先地位，特别是在癫痫、儿童神经病以及脑肿瘤等领域的治疗上，其技术水平已经达到了先进水平。该研究所接收来自省内、外乃至国际的急诊、复杂和高风险病患，每年接待约4.8万门诊病人，住院治疗人数平均超过1500人次，病床使用率稳定在90%以上。神经外科手术量每年超过500例，其中包括成功处理了50例脑动脉瘤，至今无一例手术死亡。在脑干肿瘤手术方面，他们完成了30例直接手术和30例接触性激光切除术，是广东省最早进行CT立体定向治疗神经外科疾病的机构，也是华南地区最早进行γ-刀治疗震颤麻痹的单位，其中择期手术中脑肿瘤手术占比超过半数，死亡率接近国内最低水平。神经内科部门也接收大量急诊、疑难和危重病人，其救治的危重病例涵盖了重症G-B-S、重症肌无力、重症脑血管病、重症多发性硬化、重症脑炎以及癫痫持续状态等多种情况。随着医疗水平的提升，研究所的影响力不断扩展，每年被邀请参与院外和省外的会诊次数超过200人次，显示了其在神经科学领域的广泛认可。
广州医学院神经科学研究所于1986年9月26日经广州市编制委员会批准成立，1988年10月9日建成揭幕。研究所分基础科学部分和临床科学部分。