南京市胸科医院擅长的科室有胸心外科、呼吸科、心内科、心外科、重症医学科等。
1、胸心外科
南京市胸科医院胸心外科，是南京市重点专科，科室常规开展各类胸部疾病的手术，其胸腔镜单孔技术处于国内领先水平，在省内率先开展了剑突下单孔胸腔镜肺叶切除手术，尤其擅长肺癌精准化微创外科治疗、肺小结节个体化微创外科治疗等。其非体外循环心脏不停跳冠脉搭桥术，瓣膜置换、瓣膜成形术达到国内领先水平。
2、呼吸科
南京市胸科医院呼吸科是南京市医学重点专科，科室在肺癌的早期诊断、多学科规范化诊治和全程管理以及不明原因胸腔积液的诊治方面积累了丰富的临床经验。常规开展CT引导下经皮肺穿刺活检术及支气管镜检查等多项诊断性操作，可实施多项经气管镜腔内介入治疗以及CT引导下经皮肺部肿瘤微波消融治疗。
3、心内科
南京市胸科医院心内科是南京市医学重点专科，在治疗顽固性心力衰竭、严重心律失常，在以冠脉介入为主的心脏介入新技术等方面逐步形成了自己较强的专科特色和优势。在市内率先开展、也是目前唯一常规进行经皮穿刺二尖瓣球囊成形术，处于国内领先水平；是省内较早开展射频消融术和埋置永久心脏起搏器术治疗心律失常的医院之一，同时也是开展先天性心脏病、大血管病介入治疗为数不多的医院之一。
4、心外科
南京市胸科医院心外科，可以完成包括非体外循环、心脏不停跳冠脉搭桥术在内的各种冠心病手术。微创手术南京胸科医院心外科的另一个特色，范围扩展到包括体外循环下先心病的救治、瓣膜置换、导管结扎、肺疾患、胸外伤等手术中。瓣膜成形术达到国内领先。对复杂先天性心脏病，如法乐氏四联症、心内膜垫缺损、肺静脉畸形引流等的治疗水平已达到国内先进。对漏斗胸、鸡胸等胸廓畸形有独特的手术治疗方法。
5、重症医学科
南京市胸科医院重症医学科是南京市医学重点专科，常规开展体外膜氧合、主动脉球囊反搏、纤维支气管镜下肺灌洗、脉搏指示剂连续心排泄量监测、血液净化、床旁重症超声、有创/无创血流动力学监测、体外起搏和床边临时心脏起搏术等技术。收治各种病因导致呼吸/循环功能衰竭：慢性阻塞性肺疾病急性加重、急性呼吸窘迫综合征、重症肺炎、肺间质纤维化、肺栓塞、休克、急性心力衰竭等患者。