Η κρανιοπλαστική αποκαθιστά ένα έλλειμμα στο κρανιακό οστό, συνηθέστερα το αποτέλεσμα μιας προηγούμενης αποσυμπιεστικής κρανιεκτομής -όταν τμήμα του κρανίου αφαιρέθηκε σκόπιμα και δεν επανατοποθετήθηκε, για να επιτραπεί χώρος διόγκωσης του εγκεφάλου μετά από σοβαρή κάκωση, αιμορραγία ή εγκεφαλικό οίδημα- αλλά μπορεί επίσης να χρειαστεί μετά από τραυματικό έλλειμμα κρανίου ή αφαίρεση οστού λόγω λοίμωξης.

Το έλλειμμα καλύπτεται με ένα εμφύτευμα, το οποίο μπορεί να είναι το ίδιο το αρχικό οστό του ασθενούς -αν έχει διατηρηθεί κατάλληλα- ή ένα κατασκευασμένο υλικό, συχνά σχεδιασμένο σε τρισδιάστατη μορφή από προεγχειρητική απεικόνιση ώστε να ταιριάζει με ακρίβεια στο συγκεκριμένο έλλειμμα του ασθενούς.

Πέρα από την προστασία του εγκεφάλου από τραυματισμό και την αισθητική αποκατάσταση του περιγράμματος του κρανίου, η κρανιοπλαστική έχει συχνά ευνοϊκή επίδραση και σε νευρολογικές λειτουργίες που μπορεί να είχαν επηρεαστεί από το ίδιο το έλλειμμα -όπως η γνωστική λειτουργία ή η ισορροπία- αν και ο βαθμός αυτής της βελτίωσης διαφέρει από ασθενή σε ασθενή. Ο χρόνος της επέμβασης προγραμματίζεται συνήθως αφού η αρχική οξεία κατάσταση έχει σταθεροποιηθεί πλήρως.