心脏外科，指外科医师在心脏、主动脉或血管上进行手术。通常包括心脏移植(换心)、先天性心脏病外科、瓣膜病外科、冠心病外科、大血管外科。以治疗缺血性心脏病（可利用冠状动脉绕道手术）、矫正先天性心脏病，以及治疗心内膜炎等疾病所致的心瓣膜病变。
因为手术需要没有血的手术视野和静止的心脏，因此心脏手术十分困难，一度被认为是禁区。
已知最早的心脏外科手术是西班牙医师Francisco Romero于1801年为心包膜积水的患者施行心包膜开窗术。1896年9月7日，德国法兰克福的 Ludwig Rehn 医师为一个患者修补刺穿的右心室，术后完全康复，成了第一例成功的心脏心术。那时，心脏手术的风险极高，奥地利著名医生西奥多·比尔罗特（Theodor Billroth，1829-1894）曾说过：“在心脏上做手术，是对外科艺术的亵渎。任何一个试图进行心脏手术的人，都将落得身败名裂的下场。”
20世纪，一系列心脏外科技术发展起来。先后出现了BT分流、降低体温暂停血液循环、体外心肺循环等技术。
BT分流技术是在肺动脉与主动脉之间建立管道，以缓解肺动脉狭窄造成的人体缺氧症状。该技术由海伦·陶西格（1898-1986）和阿尔弗雷德·布莱洛克（1899 –1964）首创，因而得名BT分流。
加拿大医师威尔弗雷德·戈登·比奇洛（Wilfred Gordon Bigelow，1913-2005）和美国医师约翰·刘易斯（F. John Lewis，1916-1993）是该领域的先驱。比奇洛最先在动物身上做降低体温暂停血液循环实验，获得成功。1952年9月2日由C·沃尔顿·李拉海和F. John Lewis两位医师于明尼苏达进行了第一例成功的低温法开心手术，矫正先天性的心脏缺陷。但这种技术中心脏停跳时间一般在十分钟左右，因此不能进行复杂的心脏手术。
体外心肺循环指将患者的血液在体外的机器进行氧气交换，再输送回体内的技术。在此期间心脏停止跳动，进行手术。经二十多年的努力，1953年，宾州杰弗逊医学院（英语：Thomas Jefferson University）的医师约翰·希舍姆·吉本（英语：John Heysham Gibbon）（1903-1973）在一个18岁的病人完成了第一例成功的体外心肺循环手术。但当时低温法更受关注，而且接下去的三次手术都失败，使该技术的应用陷入低潮。
1954-1955年，明尼苏达大学的外科医生沃尔顿·李拉海（1919——1999）利用患者的父母当作 '体外心肺机'，完成了45例手术，近一半获得成功。
在吉本第一例手术5年后，明尼苏达州梅约诊所的医师约翰·韦伯斯特·柯克林（John Webster Kirklin，1917-2004)使用 '长臂猿式' 充氧泵，完成一系列成功的手术，很快地世界各地的医师也跟进使用。后来，该技术也结合了低温法，局部降温以减少心肌耗氧。
央视纪录片《手术两百年》第四集对近现代心脏外科发展史做过详细阐述。
