É a especialidade que trata das interveções no tórax (tecidos, ossos e musculares) e também no sistema respiratório, ou seja, traquéia, brônquios, pulmões, pleuras e mediastino. Nesse caso são tratados diversos tipos de enfermidades, como o câncer de pulmão.

Por tratar de uma grande diversidade de doenças, desde fraturas de costela e sudorese excessiva, passando por pneumotórax e derrame pleural, até câncer de pulmão e doenças pulmonares que exigem transplante do órgão, o cirurgião torácico muitas vezes trabalha em parceria com outros especialistas, como infectologistas, pneumologistas, oncologistas e cardiologistas, aliando seus conhecimentos ao desses para obtenção de uma melhor resposta no tratamento de seus pacientes.