北京世纪坛医院胸外科至今已走过50余年的历程，积累了丰富的临床经验。随着首都医科大学肿瘤学系、临床肿瘤中心在该院的成立，胸外科作为其重点科室，主要诊治肺癌、食管癌、贲门癌、纵隔肿瘤等各种胸部疾病，给广大胸部疾病患者提供专业化、标准化、个性化的治疗。目前病床40张，现有正主任医师2名，副主任医师（副教授）6名；博士后1名，博士2名，硕士4名。

胸外科疾病的微创手术：除了胸腔镜下治疗肺疾病外，胸腔镜下治疗贲门失迟缓症、食管裂孔疝及食管反流性疾病、食管平滑肌瘤、食管憩室和食管囊肿等已成为科室常规手段。目前开展的高难度的全腔镜（即腹腔镜和胸腔镜联合应用）治疗食管癌的新方法是科室的特色，在国内处于领先地位，目前在北京尚无其它胸外科开展该领域工作。

胸部各种疑难杂症和高难度手术：秉承50余年胸外科技术的优势，能够开展各种中晚期胸部肿瘤（肺癌、食管癌、纵膈肿瘤等）的根治手术，尤其对肿瘤侵犯心脏、大血管的局部晚期胸部肿瘤患者进行体外循环下的肿瘤切除和器官（血管）重建手术，在国内占有技术优势，使很多晚期肿瘤患者获得手术根治的机会，取得良好的远期效果。目前，科室开展的难度较大的手术如：肺减容术、经心包内处理肺血管行肺癌切除术、中央型肺癌行肺癌切除并隆突成形术、肺癌行支气管和血管双袖式切除术、自体肺移植、巨大纵隔肿瘤切除、结肠代食管消化道重建手术等，在国内占有技术优势。

承担“肺癌的早期诊断及筛查的临床研究”，“肺癌纵隔淋巴结转移规律和提高淋巴结清扫术疗效的实验和临床研究”，“人工气管及人工食管的实验和临床研究”等课题。

由胸外科牵头组织，外科、内科、放射科、病理科等多学科专家共同组成的会诊中心，实行首席专家负责制，根据每个病人的病情、体质及个人意愿，为全国各地前来就医的疑难病患者提供专业化、个性化、规范化的治疗方案。