Ci si avvale dei medesimi strumenti per affrontare la maggior parte degli interventi nei quali normalmente sarebbe necessario un accesso molto più traumatico (lussazione di coste o taglio delle ossa sternali). Le principali applicazioni sono interventi sul pericardio (pericardiectomia subtotale o fenestrazione pericardica), asportazione di lobi polmonari patologici, biopsie per diagnosi e stadiazione di neoplasie polmonari e mediastiniche, rimozione di corpi estranei vegetali migranti. La patologia che più frequentemente richiede una procedura toracoscopica è il versamento pericardico primario o idiopatico, oppure secondario a neoplasie alla base del cuore.

In questi casi la pericardiectomia eseguita con tecnica mininvasiva costituisce un enorme passo in avanti rispetto alla toracotomia soprattutto per quanto riguarda il dolore e la ripresa post operatoria: nella maggior parte dei casi il paziente è in grado di deambulare normalmente poche ore dopo la procedura, e riprende ad alimentarsi spontaneamente il giorno stesso.