Die moderne Neurochirurgie ist ohne die Mikrochirurgie nicht denkbar. Sie ermöglicht durch hochpräzises Operieren eine bestmögliche Gewebeschonung, was im Zusammenhang mit Gehirn, Rückenmark und Nerven entscheidend für deren Funktionserhalt ist. So können nicht nur OP-Folgeschäden reduziert, sondern gleichzeitig die Heilung beschleunigt werden.
Mikrochirurgische Eingriffe erfolgen durch möglichst kleine Zugänge zum Operationsgebiet. Dabei kommen ein spezielles Operationsmikroskop und Mikroinstrumente zum Einsatz. Müssen kleine Gefäße oder Nerven verbunden werden, ist zudem ein besonders feines Nahtmaterial erforderlich. In anderen Fachgebieten kann die Vergrößerung bisweilen auch mithilfe einer Lupenbrille realisiert werden.
Das Mikroskop kann das Operationsgebiet optisch um bis zu 40-fach vergrößern. Zusätzlich wird es optimal ausgeleuchtet. Das Bild wird seitengleich und stereoskopisch (dreidimensional) dargestellt. Dank der guten Sicht können somit Schnitte und Nähte auch an sehr kleinen Gewebestrukturen hochpräzise ausgeführt werden. Daneben erlauben Mikroinstrumente ein besonders gewebeschonendes Arbeiten.
Im Fall von Operationen am Gehirn wird die Mikrochirurgie oftmals mit der Neuronavigation kombiniert, die ein sicheres Auffinden des zu operierenden Ortes ermöglicht. Mithilfe von Fluoreszenzverfahren kann zudem gesundes und krankes Gewebe während der Operation leichter voneinander unterschieden werden. Elektrophysiologische Techniken dienen der Schonung von funktionell wichtigen Arealen, wie Bewegungs- oder Sprachzentrum. Diese können aber bereits vor der Operation mit speziellen MRT Techniken (fMRT, DTI) sichtbar gemacht werden. KI Verfahren und augmented reality Brillen werden genutzt, um die OP schon vorab möglichst realistisch zu planen.