王俊教授在肺癌和食管癌等胸部腫瘤診斷和治療中具有很高的造詣。他在我國首先開展並積極倡導肺癌術前的縱隔鏡病理分期和規範化治療，使之與國際接軌，從而顯著提高了肺癌的治療效果。
在積累了豐富手術經驗的基礎上，他撰寫30余篇有關胸腔鏡的文章，主編了國內第1部胸腔鏡專著，參與編寫數部書籍的有關章節，編輯了第1套電視胸腔鏡教學錄象帶和第1套胸腔鏡多媒體光盤（5張），完成了我國第1個胸腔鏡手術的國家遠程教育項目，舉辦了7屆全國電視胸腔鏡外科手術學習班和6屆全國電視胸腔鏡外科研討會，培養了全國75%以上的胸腔鏡醫師。其成果獲得了2000年北京市科技進步三等獎。
在圍手術期肺功能的研究領域，王俊教授在中國乃至世界都有顯著的地位。他建立了中國術前定量預測肺切除術後肺功能的核素檢查方法，顯著提高了胸外科手術安全性評估的水平，大大縮短了我國在該領域與發達國家的差距。他在國際上首先證明DLCO較MVO2能更準確預測術後肺部並發癥；DLCO與術後並發癥和死亡率有關，而與長期生存率無關。他的新觀點在國際權威雜誌發表後，被近年出版的國外胸外科教科書和專著廣泛引用。他也因此榮獲了2001年北京市科技進步三等獎和中華醫學會中青年外科獎。
王俊教授的重要成就還包括開創了我國的肺氣腫外科手術新領域。1996年，他成功地完成了我國第1例肺氣腫肺減容手術。在衛生部科研基金的資助下，他研制出有自主知識產權的國產牛新包墊片並規模應用於臨床，為肺減容手術在我國的普及和發展提供了可能。主編了國內第壹部肺氣腫外科專著，撰寫了多篇文章。為規範肺減容手術方法，他還成功地主辦了4屆全國肺氣腫肺減容手術學習班，組織成立了由多家全國著名大醫院參加的全國肺氣腫肺減容手術協作組。
電視縱隔鏡是近年在國外剛開展的壹項新技術。2001年，王俊首先將該技術引進我國，並成功的應用於臨床，為診斷不明的縱隔占位和肺癌患者提供了壹種安全、微創的診斷和分期手段，並完成了國內第1例縱隔鏡下縱隔囊腫摘除術等高難手術。另外，王俊教授在胸部小切口手術，食管狹窄的擴張等方面也有著豐富的經驗。翻開十余年來中國胸外科領域的文獻，可以清楚地看到，幾乎所有的學科重大進展都與王俊這個名字有關。
目前，王俊教授還承擔國家（自然基金）、衛生部、北京科委及北京大學等多項研究課題，從事著肺癌和食管癌基因方面的基礎研究，以及新的手術方法、技術和器械的臨床應用研究。並與北京大學醫學部柯陽主任合作承擔北京市科委重大項目（中國肺癌研究最大資助基金）--中國肺癌規範化和個體化治療方案的研究建立和推廣。