Η κύρια διαγνωστική εφαρμογή της θωρακοσκόπησης αποτελεί η διερεύνηση της πλευριτικής συλλογής με διαγνωστική ικανότητα 95% σε ασθενείς με κακοήθη πλευριτική συλλογή είναι 95%.
Επίσης, σημαντική θέση κατέχει στη σταδιοποίηση του μη–μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα, στη λήψη βιοψίας και στη διάγνωση του μεσοθηλώματος.
Εξίσου σημαντική είναι και η αποτελεσματικότητα της θωρακοσκόπησης στη θεραπευτική αντιμετώπιση νoσημάτων του υπεζωκότα, του εμπυήματος και του πνευμονοθώρακα.
Η θωρακοσκόπηση είναι μία ελάχιστα επεμβατική και ασφαλής μέθοδος, που εκτελείται από τον επεμβατικό πνευμονολόγο με τοπική αναισθησία και μέθη σε ενδοσκοπικό θάλαμο.
Με τη θωρακοσκόπηση ο ιατρός μπορεί μέσα από μία ή δύο μικρές οπές στο θωρακικό τοίχωμα, διαμέτρου μερικών χιλιοστών, να περάσει κάποια ειδικά εργαλεία και να πάρει βιοψίες.
Ακόμα η χειρουργική θωρακοσκόπηση είναι μία επεμβατική τεχνική που γίνεται για θεραπευτικούς κυρίως σκοπούς, σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, από χειρουργούς θώρακα με συνθήκες χειρουργείου.