Neonatolog je zdravnik, ki skrbi za nedonošenčke in bolne novorojenčke. Neonatologi običajno delajo v bolnišničnih okoljih, v enoti za intenzivno nego novorojenčkov (NICU) ali enoti za posebno nego otroka (SCBU). Ti zdravniki se izobražujejo tako, da zaključijo rezidenco iz pediatrije in po njej pridobijo štipendijo iz neonatologije, veje medicine, ki se osredotoča na skrb za novorojenčke. Delo za neonatologe je na splošno stabilno, še posebej, če so se zaradi zaposlitve pripravljeni preseliti.
Ko bolnika pripeljejo k neonatologu, ta oceni bolnikovo zdravje in lahko izvede vrsto testov za preverjanje delovanja organov in iskanje znakov okužbe. Ko je bolnik ovrednoten, se lahko neonatolog odloči, kakšno zdravljenje potrebuje in kakšna raven oskrbe bo potrebna. Novorojenčki pogosto preživijo dolgo časa v bolnišnici, če so hudo bolni ali zelo prezgodaj rojeni, saj neonatologi nočejo poslati dojenčkov domov, preden so popolnoma zdravi, zato morajo neonatologi razmišljati tudi o vprašanjih, kot je zagotoviti, da bodo dojenčki vzpostavili stik s starši, tako da da se lahko povežejo, otrokom zagotovijo intelektualno stimulacijo za spodbujanje razvoja in zagotovijo primerno prehrano za dojenčke na oddelku za intenzivno nego ali na oddelkih za pediatrično nego.
Novorojenčke, ki so nedonošenčki, običajno sprejmemo v oskrbo neonatologu, ker imajo posebne potrebe, čeprav niso nujno bolni. Prezgodaj rojeni dojenčki še niso končali svojega razvoja in njihovi organski sistemi morda potrebujejo podporo, medtem ko se končajo z razvojem. Neonatolog ocenjuje prezgodnje dojenčke, da določi njihovo gestacijsko starost, in daje priporočila za zdravljenje. Med bivanjem v NICU se dojenčki postopoma selijo na splošnejše oddelke, ko postajajo močnejši in potrebujejo manj spremljanja in manj intenzivne nege.
Neonatologi delajo tudi z dojenčki, ki so bolni ali imajo nizko porodno težo. Lahko sodelujejo z neonatalnimi kirurgi pri obravnavanju dojenčkov s prirojenimi okvarami, ki zahtevajo operacijo, in tudi diagnosticirajo in zdravijo bolne dojenčke. Nekatere dojenčke lahko pripeljejo k neonatologu ob rojstvu, ko postanejo bolezen ali prirojene napake očitne, druge pa lahko po prihodu domov pripeljejo nazaj v bolnišnico, ko starši opazijo nastajajoče zdravstvene težave, ki bi lahko zahtevale zdravljenje.
V nekaterih bolnišnicah usposobljeni neonatologi sodelujejo z ekipo izvajalcev zdravstvenih storitev, vključno z respiratornimi terapevti, neonatalnimi medicinskimi sestrami, kirurgi za novorojenčke in neonatologi pripravniki. Učinkovito delo kot del tima je ključnega pomena za te zdravstvene delavce, poleg tega pa morajo biti usposobljeni za komunikacijo s starši in obravnavanje starševskih skrbi. Starši nedonošenčkov in bolnih dojenčkov so pogosto zelo zaskrbljeni, zato mora neonatolog uskladiti njihove potrebe s potrebami dojenčka pri zdravljenju.