Το κλινικό έργο της κλινικής καλύπτει ολόκληρο το φάσμα της σύγχρονης χειρουργικής των παθήσεων της καρδιάς και του θώρακα. Στην κλινική έχουν αντιμετωπιστεί μέχρι σήμερα με επιτυχία δεκάδες χιλιάδες ασθενείς οι οποίοι υποβλήθηκαν σε επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης, αντικατάστασης ή επιδιόρθωσης βαλβίδων, εκτομών του πνεύμονα καθώς και σε επείγουσες επεμβάσεις επί της αορτής και των μεγάλων αγγείων. Πέρα από τη διενέργεια επεμβάσεων με την εφαρμογή της κλασικής τεχνικής της εξωσωματικής κυκλοφορίας, η κλινική αποτελεί διεθνώς αναγνωρισμένο και πιστοποιημένο εκπαιδευτικό κέντρο στην ελάχιστα επεμβατική εξωσωματική κυκλοφορία (συστήματα MECC). Αποτελεί, επιπρόσθετα, αναγνωρισμένο από το Υπουργείο Υγείας κέντρο εφαρμογής μηχανικής υποστήριξης της κυκλοφορίας και εμφύτευσης συσκευών υποστήριξης της αριστερής κοιλίας σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια. Στην κλινική αυτή διενεργήθηκε η πρώτη εμφύτευση τεχνητής καρδιάς πανελλαδικά. Παράλληλα, στην κλινική εφαρμόζεται πρόγραμμα βραχυχρόνιας υποστήριξης της κυκλοφορίας με κύκλωμα ECMΟ σε ασθενείς με καρδιακή και αναπνευστική ανεπάρκεια, το οποίο αποτέλεσε κέντρο αναφοράς κατά την περίοδο της πανδημίας γρίπης από τον ιό Η1Ν1. Η κλινική είναι μέλος του Οργανισμού Εξωσωματικής Υποστήριξης της Ζώης (ELSO) καθώς και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού καταγραφής ασθενών με μηχανική υποστήριξη της κυκλοφορίας (euromacs).
Στο πεδίο της Θωρακοχειρουργικής εκτελούνται το σύνολο των επεμβάσεων που αφορούν τον πνεύμονα, το μεσοθωράκιο και το θωρακικό τοίχωμα. Παράλληλα, διενεργούνται διαγνωστικές και θεραπευτικές ενδοσκοπήσεις καθώς και τραχηλική video-μεσοθωρακοσκόπηση (σε επιλεγμένες περιπτώσεις με ημερήσια νοσηλεία). Εφαρμόζεται η τεχνική της θωρακοσκοπικής χειρουργικής (VATS) για διαγνωστικές και θεραπευτικές επεμβάσεις. Τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκε ιδιαίτερη εμπειρία σε επεμβάσεις που αφορούν την τραχεία, τον οισοφάγο καθώς και σε μείζονες εκτομές και αποκαταστάσεις του θωρακικού τοιχώματος.
Παράλληλα με το κλινικό έργο αναπτύσσεται σημαντικό εκπαιδευτικό και ερευνητικό έργο. Διδάσκονται μαθήματα που αφορούν το γνωστικό αντικείμενο της καρδιοχειρουργικής και θωρακοχειρουργικής σε προπτυχιακό και μεταπτυχιακό επίπεδο. Επιπλέον, η Κλινική διοργανώνει ετήσιο μετεκπαιδευτικό πρόγραμμα μαθημάτων Καρδιοθωρακοχειρουργικής. Η ερευνητική της δραστηριότητα επικεντρώνεται στη μεταμόσχευση αρχέγονων κυττάρων (βλαστοκύτταρα) σε συνδυασμό με επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης ή με μηχανική υποστήριξη της καρδιάς σε ασθενείς με ισχαιμική μυοκαρδιοπάθεια, στη χρήση των νεότερων ινοτρόπων φαρμάκων, καθώς και στην εκτίμηση της άρδευσης των περιφερικών οργάνων κατά τη διάρκεια επεμβάσεων με ελάχιστα επεμβατική εξωσωματική κυκλοφορία.
Ο σχεδιασμός της κλινικής για το άμεσο μέλλον περιλαμβάνει την πλαισίωση του προγράμματος μηχανικής υποστήριξης της κυκλοφορίας στην καρδιακή ανεπάρκεια με την ανάληψη προγράμματος Μεταμόσχευσης Καρδιάς – Πνευμόνων. Παράλληλα, η ιδιαίτερη εμπειρία της κλινικής στην αντιμετώπιση όλου του φάσματος της χειρουργικής των παθήσεων της αορτής, καθιστά απαραίτητη την ανάπτυξη προγράμματος διακαθετήριας τοποθέτησης βαλβίδων και ενδοαυλικής αντιμετώπισης παθήσεων της θωρακικής αορτής. Στο πεδίο της θωρακοχειρουργικής η κλινική επικεντρώνεται στην ανάπτυξη τεχνικών της ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής με την καθιέρωση των εφαρμογών lasers, ενδοβρογχικής αντιμετώπισης των όγκων και εφαρμογής τραχειακών stents.