胸科是肿瘤防治中心肿瘤外科的重要组成部份，是我国较早建立的胸部肿瘤专科。经过多年来的发展，几代人的努力，目前是华南地区技术力量最为雄厚的胸部肿瘤专科。
胸科人才济济，目前有教授、主任医师4人（其中博导1人，硕导6人），副教授5人，主治医师5人，住院医师4人。目前有博士8人，硕士9人（包括在读生）。其中戎铁华教授为博士生导师，食管癌以及肺癌单病种的首席专家，并任中心党委书记，中国抗癌协会食管癌专业委员会常务委员，中国抗癌协会广东省食管癌专业委员会主任委员。杨名添主任医师是乳腺癌单病种的首席专家，中国抗癌协会广东省乳腺癌专业委员会主任委员。
胸科主要诊断和治疗胸部的良恶性肿瘤，包括肺部肿瘤、食管肿瘤、乳腺肿瘤、纵隔肿瘤、胸膜肿瘤与及胸壁肿瘤。其中包括最为常见的食管癌、肺癌和乳腺癌等。 胸科现设三个病区，拥有病房床位108张。30多年来，全科已开展食管癌手术3000多例、肺癌手术4000多例，乳腺癌手术5000多例，在食管贲门癌、肺癌、乳腺癌、纵膈肿瘤与胸壁肿瘤的外科治疗及综合治疗上积累了丰富的经验，食管癌术后5年生存率39.2%，肺癌术后5年生存率39%，其中II期非小细胞肺癌5年生存率高达70%，乳腺癌术后10年生存率65%, 主要癌瘤治疗后的远期疗效已达国内先进水平。
科室医务人员不断吸取、应用国内外的先进科研成果和技术经验，开展新的手术方式，不断提高手术的成功率。在我省率先将气管、支气管成型术、肺动脉成型术及左心房部份切除术应用于肺癌的手术治疗，并率先在我省开展治疗食管癌的食管大块切除术、食管剥脱术、经胸骨正中切口双肺肿瘤一期切除术、胸壁巨大肿瘤的切除胸壁三文治式重建术、乳腺癌保留乳房手术及乳房重建术、手辅助胸腔镜治疗双肺转移瘤等。食管支架术及气管、支气管支架术和纵隔镜疑难疾病诊断检查术开展例数在全国处领先地位。