胸外科
上海胸科醫院胸外科專業自1957年建院至今，已有60餘年歷史，是國內最早建立胸外科的單位之一，由我國老一輩的著名胸心外科專家黃家駟、顧愷時教授等創建，是我國最早成立的一家以治療胸部疾病為主的專科性醫院，培養了全國一大批胸外科人才，是胸外科人才的培養搖籃。
2011年獲得國家重點專科，下設肺外科、縱隔外科、食管外科、氣管外科、肺移植、等亞專科，目前有胸外科醫師40人，年手術量近萬台，其中胸腔鏡微創手術達近90%，達文西機器人手術達200餘台/年。
胸外科常規開展各類微創和複雜肺部手術、巨大縱隔腫瘤手術及微創縱隔手術、食管癌及各類食管良性疾病手術、氣管外科手術、肺移植手術、各類達文西機器人手術、氣胸、胸壁腫瘤、漏斗胸、雞胸、以及各種疑難胸外科手術，手術數量及手術難度都處於國際領先地位。
心血管內科
上海市胸科醫院心血管內科創建於1957年，是上海最早的心血管內科專科，是教育部國家重點學科組成單位、衛生部國家臨床重點專科，是國家心血管病專科醫師培訓基地，3大類心臟介入培訓基地以及上海交通大學醫學院臨床醫學8年制的指定心血管教學培訓基地。
上海市胸科醫院心血管內科擅長治療各類心肺血管疾病，尤其各種疑難雜症。在冠心病，心律失常，心瓣膜和心臟血管結構異常，心肌疾病以及心力衰竭等領域均形成自己特色。
尤其在複雜冠心病的介入治療，心房顫動的綜合治療（射頻消融，左心耳封堵，抗凝等），心肺血管結構異常的介入治療以及前沿心臟起搏技術等領域均處於國內領先地位，在國際上特別是亞太地區有一定影響力。在危重心血管疾病救治，終末期心力衰竭內外科綜合治療等領域也處於全國領先地位。
學科目前擁有床位近200張，一個CCU病房，一個帶有5台DSA機器的心導管室，一間雜交手術室以及超過1000平米的心血管轉化醫學平台。學科人才雄厚，梯隊齊全，80%的醫生具有博士學位。