Os órgãos essenciais contidos na cavidade torácica são os pulmões, o coração, parte do esôfago, a traqueia, o timo e o ducto torácico. Existem nódulos linfáticos na cavidade torácica, bem como numerosos vasos sanguíneos e nervos. Existem três compartimentos na cavidade torácica: duas cavidades pulmonares e o mediastino.
O mediastino contém o esôfago, a traquéia, o timo, os gânglios linfáticos e o coração. O esôfago é um tubo que conecta a faringe ao estômago e faz parte do sistema digestivo. O ducto torácico está à esquerda do esôfago. O timo é uma glândula linfática localizada na frente do coração, atrás do esterno. Essa glândula faz parte do sistema imunológico e produz células T até a puberdade. O timo encolhe após a puberdade, embora ainda funcione. O coração é composto por quatro câmaras: os ventrículos direito e esquerdo e os átrios direito e esquerdo. O coração funciona como uma bomba, movendo o sangue oxigenado por todo o corpo. As cavidades pulmonares contêm os pulmões. Cada pulmão é circundado por um saco pleural, ou membrana. Os pulmões fornecem oxigênio ao sangue e são os órgãos vitais da respiração.