Основним направленням в роботі відділення є операційне лікування раку легень та інших злоякісних захворювань органів грудної клітини та межистіння, в тому числі метастазів в легенях, а також лікування доброякісних захворювань та травматичних ушкоджень. Операційні зали обладнані новітньою медичною технікою, сучасними відеоторакоскопічнимистійками, рентген апаратом, апаратами для радіочастотної абляції пухлин та метастазів , які дозволяють проводити найскладніші операції. Беручи до уваги багатопрофільність нашої лікарні , спільно  із спеціалістами – пульмонологами, онкологами, хіміотерапевтами та серцево-судинними хірургами, розробляються індивідуальні схеми лікування особисто для кожного пацієнта.

     Сучасна комп’ютерна томографія, магнітно-резонансна томографія, ангіографія, бронхоскопія, відеобронхоскопія, трансстравохіднийультразвук, рентген хірургія, відеоторакоскопічна та відеоасистована хірургія, відеомедіастиноскопія, дозволяютьпровести надсучасну  діагностику та максимально точно визначити   діагноз.

     Велика увага приділяється розробці індивідуального плану лікування, який включає в себе, окрім хірургічного втручання, хіміотерапію та променеву терапію, при наступних захворюваннях:

• Пухлини грудної стінки
• Стеноз трахеї
• Захворювання/пухлини межистіння
• Рак легень: радикальне видалення та щадні втручання
• Доброякісні пухлини легень
• Плевральний випіт
• Пневмоторакс та емфізема легень
• Тімома/міастенія
• Гіпергідроз рук, пахв
• Лікування травм грудних клітин

     З 1998 р в КНП ООКЛ ООР функціонує Мамологічний Центр  де отримують допомогу пацієнти с захворюваннями молочних залоз. (керивник – Берзой О.А)

     Доступний повний спектр послуг з діагностики та лікування.

      Виконуються скринінгові та діагностична мамографія, ультразвукова діагностика, різні варіанти біопсій.

      За потреби хірургічного втручання, широко використовуються методи пластичної хірургії.

     Впроваджено новітні методики лікування – біопсія сторожових лімфовузлів, селективна дуктектомія, імплантація венозного порту для хіміотерапії та інши.

     З 2003 р.  КНП ООКЛ ООР також є базою для проведення багатоцентрових клінічних досліджень з приводу лікування раку молочної залози.

     За цей час виконано 32 клінічних дослідження, у яких пацієнти безкоштовно отримали новітні препарати для лікування злоякісних новоутворень.

     Відділення торакальної хірургії Одеської обласної клінічної лікарні є одним з найдавніших в Україні. Щорічно у відділенні виконується більше 1500 операцій. У відділенні працюють лікарі вищої категорії, 3 кандидати медичних наук, асистент кафедри хірургії ОНМедУ№1 з післядипломною підготовкою. Ми маємо найбільший в Україні досвід відеоторакоскопічних та відеоасистованих операцій на легенях та межистінні, надаючи найбільший спектр послуг в Одесі та області.