江苏省肿瘤医院（南京医科大学附属肿瘤医院）胸外科创建于1973 年，是国内较早建立的胸部肿瘤外科。学科以规范化综合诊疗为宗旨、以个体化精准诊疗为导向，积极推进精细化亚专科建设。目前拥有肺癌外科、食管癌外科、纵隔外科三个亚专科。开放床位128 张，年手术量近4000台。科室现有胸外科执业医师34名，专职研究员8名。其中博士后4名、博士19名，近1/3人员有海外留学经历。科室现有“江苏省医学杰出人才”、“江苏省医学创新团队及领军人才”、“江苏省医学重点人才”、江苏省“333”高层次人才”、“江苏省医学青苗人才“及江苏省“六大高峰人才”多名。 
2011年科室首批入选国家临床重点专科建设单位。近年来，在学科带头人许林、张勤的带领下发展迅猛，已建设成为国内有较大影响力、临床科研兼备的胸部肿瘤外科。在“复杂肺癌、气管及纵隔肿瘤的外科治疗”、“肺癌及食管癌的微创外科治疗”、“食管吻合口瘘的综合诊疗”以及“胸部肿瘤一站式微创精准诊断平台”等方面形成特色和优势。科室将 E-BUS、磁导航、荧光腔镜、裸眼3D腔镜、4K高清胸腔镜、机器臂辅助腔镜外科、达芬奇机器人外科、超声消化内镜等微创诊疗设备整合应用，建立了胸部肿瘤微创精确诊断分期以及治疗平台。科室常规开展肺癌、食管癌（包括贲门癌）、气管肿瘤、纵隔肿瘤、胸壁肿瘤等各类胸部肿瘤手术，在数万例手术病例积累的经验基础上，在胸部肿瘤疑难杂症和高难度手术方面形成特色和优势。在早期肺癌的微创治疗和局部晚期肺癌的扩大切除领域，自主创新十余种肺癌外科新术式、新方法、新器械，攻克了一系列肺癌治疗难题。如胸腔镜肺血管阻断肺癌根治术，破解了胸腔镜肺癌切除术中大出血这一难题，合理扩大了手术适应症；将肺移植技术和心血管外科技术运用于侵犯心脏大血管、隆突的局部晚期肺癌，开展自体肺移植、肺与多脏器联合切除重建（气管隆突、上腔静脉切除重建）、肺动脉圆锥部分切除、吻合，非体外循环下左心房部分切除等高难度、高风险手术治疗局部晚期肺癌。在食管癌外科治疗领域，在国内首创“非开胸食管拔脱术”治疗早期食管贲门癌；自行研制了颈部吻合器和食管-胃吻合器；开展结肠代食管消化道重建等高难度手术。近年来，不断创新和引进新技术，从疗效、术后生活质量、手术安全性等方面多方位、多角度探索食管癌外科治疗，开展食管癌三野清扫术、选择性两野根治术、食管癌左胸径路下的全纵隔淋巴结清扫术、胸腹腔镜食管癌根治术、充气式纵隔腔镜食管镜根治术。在复杂纵隔肿瘤和气管肿瘤外科领域，对复杂纵隔肿瘤、气管肿瘤的高难度手术治疗有丰富经验。对于胸部肿瘤侵及上腔静脉的患者，成功采用肿瘤与上腔静脉整块切除同时进行人造血管置换等高难度手术。对于声门下气管癌、隆突癌等复杂气管肿瘤进行切除与重建，取得较高的生存率和生活质量。在胸部肿瘤严重并发症处理方面，自主创新“新三管疗法”治疗食管癌手术后吻合口瘘，显著地提高了吻合口瘘治愈率。对于难治性支气管胸膜瘘，联合应用胸腔镜与纤维支气管镜的大网膜精确堵瘘技术，攻克了难治性支气管胸膜瘘难题。在胸部肿瘤综合治疗领域，开展了胸外科、化疗科、放疗科、影像科、病理科共同参与的胸部肿瘤临床多学科査房及病例讨论，开设了肺小结节以及食管癌多学科（MDT）联合门诊，建立了完善的胸部肿瘤多学科综合诊疗体系。作为中华胸心血管外科学会肺癌学组副组长单位参与了国家卫健委《胸外科临床路径》、《原发性肺癌诊疗规范》、《胸外科及胸腔镜医师培训计划》的制定。
科室是负责住院医师规范化培训任务为数不多的专科医院规培基地之一，承担着繁重、有序的临床教学任务。科室同时高度重视转化型基础研究，2013 年经江苏省人民政府批准成立“江苏省恶性肿瘤分子生物学与转化医学重点实验室”（独立编制）。科室依托“江苏省恶性肿瘤分子生物学及转化医学重点实验室”及“江苏省重大疾病生物样本库”两大平台，并与高校、企业开展紧密的产学研合作，基于胸部肿瘤患者临床样本，从易感基因遗传变异、蛋白、非编码RNA表达等多个角度，创新性的发现并鉴定多种肺癌、食管癌发生发展、侵袭转移相关的生物标志物及潜在新靶标，部分实现临床应用转化。累计发表SCI论文 100余篇；科室及省重点实验室获得国家自然科学基金等国家级课题22项，省、部级课题30余项，累计科研经费3000余万元；获国家专利20余项；获得各类奖项20余项，其中获国家科技进步二等奖1 项、江苏省科学技术一等奖2项、江苏省医学新技术引进特等奖1项等十余项国家、省部级科技奖；主编、参编专著及研究生教材13部；培养博士、硕士研究生50余人。
学科带头人许林教授通过自主创新“胸腔镜下无血肺切除”、“胸腔镜下全方位气管吻合方法（许氏针法）”等一系列肺癌微创关键技术，攻克了多项肺癌微创外科手术中的技术难题；在复杂胸部肿瘤手术方面，将心血管外科技术和肺移植技术应用于复杂肺癌外科临床，其10多种复杂肺癌、气管肿瘤外科切除重建新术式，突破了众多复杂肺癌外科手术禁区，改变了传统复杂肺癌治疗模式。
学科带头人张勤长期致力于食管癌的外科综合诊治，并主导了江苏省食管癌规范化诊疗体系的建立，通过引进、消化、吸收国际诊疗前沿技术，历经十余年艰苦攻关，创建了食管癌规范化、精准化诊疗规范。