Das Aufgabengebiet der Neuroradiologie umfaßt die Diagnostik und Therapie von Erkrankungen und Veränderungen des Nervensystems (ZNS), d.h. von Gehirn und Rückenmark, einschließlich seiner Hüll- und Nachbarstrukturen.

Die Neuroradiologie ergänzt mit radiologischen Untersuchungstechniken die Nachbardisziplinen Neurologie, Neurochirurgie, Neuropädiatrie, Psychiatrie, Orthopädie und Innere Medizin und bietet ihnen Hilfe und Alternativen in diagnostischer und therapeutischer Hinsicht. Enge diagnostische Fragestellungen verbinden die Neuroradiologie auch mit den Fächern Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde, Kieferchirurgie und Ophthalmologie (Augenheilkunde).

Aus den Anfängen der Neuroradiologie in den 1920er Jahren hat sich bis heute die klinische und wissenschaftliche Aussagekraft neuroradiologischer Untersuchungsmethoden erheblich erweitert: durch neue bildgebende Techniken wurde neuroanatomische Detaildarstellungen, ebenso funktionelle Untersuchungen am lebenden Gehirn und Rückenmark in einer bisher nicht bekannten Qualität möglich.

Das Leistungsspektrum für die Patientenversorgung beinhaltet im diagnostischen Bereich Röntgennativuntersuchungen, Computertomographie (CT), Kernspintomographie (magnetic resonance imaging - MRI oder Magnetresonanztomographie - MRT), Angiographie (Darstellung der Adern mit Kontrastmittel), Sonographie (Ultraschall) und Myelographie (Untersuchung des Rückenmarkkanals mit Kontrastmittel). Bei einer Reihe von Untersuchungen werden zunehmend auch therapeutische Verfahren eingesetzt, die unter dem Begriff der interventionellen Neuroradiologie zusammengefaßt sind.

Die zur Verfügung stehenden Apparaturen ermöglichen einerseits eine immer raschere und weitergehende Klärung von Krankheitsprozessen und erlauben andererseits schonendere und weniger belastende Untersuchungen und therapeutische Eingriffe (Minimal invasive Therapie = MIT). Je nach Art der Erkrankung kommen heute zahlreiche unterschiedliche Untersuchungstechniken in Frage, die ein erhebliches Maß an Erfahrung und Spezialwissen voraussetzen. Dies führte zur Entwicklung von mehreren Fachbereichen und Schwerpunkten innerhalb der Radiologie (s. Organisationsstrukturen).

Die Patientenbetreuung erfordert ein gut eingespieltes Team speziell ausgebildeter Fachkräfte von Ärzten, Physikern, Medizintechnikern und Medizinisch-technischen Radiologieassistenten.