Certaines pathologies du mouvement peuvent être traitées efficacement par une procédure de traitement chirurgical, qui comprend les techniques de stimulation cérébrale chronique du noyau sous-thalamique, du thalamus et du globus pallidus, les interventions lésionnelles de thalamotomie et de pallidotomie, les traitements radiochirurgicaux par Gamma Knife au niveau du thalamus et du globus pallidus, et les greffes intracérébrales proposées dans la maladie de Parkinson et de Huntington. Les principales indications de ces traitements chirurgicaux sont la maladie de Parkinson, les tremblements essentiels, les dystonies, la maladie de Huntington et les tremblements associés à une sclérose en plaques.