小儿神经科处理的疾病涵盖范围很广，举凡头晕、头痛、身体不自主动作、抽搐、肌力减退、肌肉酸痛、肢体无力或麻木、过动、注意力不集中、学习障碍等的症状或是脑出血、中风、神经功能退化等严重疾病，这些都是小儿神经科所涵盖的范围。
有上述神经相关问题或疾病的婴幼儿和青少年即是小儿神经科医师的主要服务对象。小儿神经科医师会透过详细的理学检查、神经学检查和运用脑波、神经传导、肌电图、脑部超音波、电脑断层或核磁共振等工具做诊断，并进行处理和治疗。
此外，小儿神经科医师会视个案的问题，进一步转介给儿童精神科、复健科、眼科或耳鼻喉科，作相关的处理和治疗。小儿神经科医师服务的内容可以概分为以下几大类的疾病，包括：常见神经问题、抽搐或癫痫相关疾病、神经肌肉病变、神经代谢性疾病，以及与儿童发展与早期疗育相关的疾病。（资料来源：教育部特殊教育相关专业作业手册）