Neiroloģijas pamatuzdevums ir atklāt nervu sistēmas patoloģijas un tās ārstēt. Šo slimību kategorijā ietilpst gan galvas un muguras smadzeņu (centrālās nervu sistēmas) slimības, gan ķermeņa nervu (perifērās nervu sistēmas) un to sīkākā iedalījuma (autonomās jeb veģetatīvās nervu sistēmas un somatiskās nervu sistēmas) slimības. Ārsti, kuri praktizē neiroloģiju, ir neirologi. Neirologi specializējas nervu sistēmas slimību diagnostikā, ārstēšanā, pacientu izglītošanā un praktizē gan slimnīcās, gan ambulatorajā pieņemšanā. Lai arī paši neirologi nenodarbojas ar ārstēšanas metodēm, kas pieprasa ķirurģisku iejaukšanos, ir vairākas neiroloģiskas slimības, kam nepieciešams izmantot operatīvu terapiju – šādos gadījumos pacients tiek nosūtīts pie neiroķirurga. Vairākas neiroloģiskas slimības ārstē arī psihiatri – bieži nepieciešama kompleksa terapija, iesaistot abu pušu speciālistus, jo vairākas neiroloģiskas slimības var izmainīt cilvēka uzvedību un personību. Pārciešot neiroloģisku slimību, kas rezultējas ar ierobežotām ķermeņa kustībām un orgānu funkcijām, vienmēr tiek ieteikta rehabilitācija, ko individuāli piemēro ārsts rehabilitologs un fizioterapeits; var tikt piesaistīts arī ergoterapeits.