In einer Thorakoskopie (Spiegelung der Brusthöhle) können einige Erkrankungen an den zugänglichen Organen erkannt und beurteilt werden. Bei der Thorakoskopie können unter anderem die Lungen, die inneren Häute wie das so genannte Rippenfell (Pleura), die Speiseröhre, das Zwerchfell oder der Thymus (ein Abwehrorgan im mittleren Brustraum) eingesehen werden. Die Untersuchung erfolgt meist beim Verdacht auf bestimmte Erkrankungen, oder wenn Erkrankungen genauer beurteilt werden sollen. So kann ein Pleuraerguss, also eine Flüssigkeitsansammlung im Raum zwischen den beiden Anteilen des Rippenfells (Pleura), auf die Ursache hin untersucht werden.
Ein Pleuraerguss kann z. B. durch eine Herzerkrankung, durch eine Entzündung, eine Tumorerkrankung oder eine Blutung entstehen. In der Thorakoskopie kann ebenfalls die Ursache ergründet werden, warum bei einem Patienten wiederholt eine Luftansammlung im Pleuraraum (Pneumothorax) auftritt. Bei einem Tumor (z. B. der Lunge oder der Pleura) kann herausgefunden werden, um welche Art es sich genau handelt, insbesondere wegen der Möglichkeit der Probeentnahme (Biopsie). Auch Zysten (Gewebehohlräume mit Flüssigkeit), entzündliche Erkrankungen oder verstreute Lungenkrankheiten können in der Thorakoskopie aufgefunden und beurteilt werden.
Es besteht bei der Thorakoskopie auch die Möglichkeit, eine Therapie durchzuführen. Dies kann unter anderem sinnvoll sein, um Medikamente direkt an den Wirkort zu spritzen, die Schichten des Rippenfells bei Pneumothorax oder Pleuraerguss zu verkleben (Pleurodese), zur Behandlung vermehrten Schwitzens einen Nerv zu durchtrennen oder weitere kleine Eingriffe vorzunehmen.