张力伟教授长期致力于脑干及颅底肿瘤的临床与基础研究，围绕临床诊疗中亟待解决的关键问题，积极开展临床与基础研究。先后主持完成了国家“十二五”科技支撑计划等国家及省部级课题十余项，累计获批科研基金4500余万。
张力伟教授在中国国家脑肿瘤登记注册研究平台搭建与全国性脑肿瘤协同研究网络构建与应用、脑干及颅底复杂肿瘤综合诊疗与神经功能保护技术研究与推广应用以及脑干胶质瘤基础研究领域等多方面做出了重要贡献。
张力伟教授针对脑干胶质瘤开展液体活检的研究成果，为脑干胶质瘤的早期诊断、疗效评价及动态监测提供了更有价值的方法，颠覆了目前以MRI和取得组织病理为主要依据的诊疗模式，推进了脑干胶质瘤的诊疗进程。
欧洲科学院(又称欧洲人文和自然科学院，Academia Europaea)2021年度生命科学部院士增选，首都医科大学附属北京天坛医院张力伟教授当选欧洲科学院院士，成为中国神经外科领域获此殊荣的人。