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Nature Genetics, Acta Neuropathologica等杂志发表SCI期刊论文100余篇，被引用700余次。其中，针对脑干胶质瘤特异性的PPM1D基因功能获得性突变的发现，被国际同行称为“全基因组外显子测序在脑干胶质瘤发生机制及分子靶点研究”上的重大突破，被NEJM、Lancet Oncology、Nature Communication等国际杂志引用达百余次。
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。