王俊教授在肺癌和食管癌等胸部肿瘤诊断和中具有很高的造诣。他在我国首先开展并积极倡导肺癌术前的纵隔镜病理分期和规范化，使之与国际接轨，从而显著提高了肺癌的效果。
王俊教授重要贡献之一是创立了我国的新学科-电视胸腔镜外科和胸部微创外科。十余年来，他成功地完成了胸腔镜外科的绝大多数中国第1例手术，至今在手术难度、手术种类和手术数量上居于国内和国际先进水平。在积累了丰富手术经验的基础上，他撰写30余篇有关胸腔镜的文章，主编了国内第1部胸腔镜专著，参与编写数部书籍的有关章节，编辑了第1套电视胸腔镜教学录象带和第1套胸腔镜多媒体光盘（5张），完成了我国第1个胸腔镜手术的国家远程教育项目，举办了7届全国电视胸腔镜外科手术学习班和6届全国电视胸腔镜外科研讨会，培养了全国75%以上的胸腔镜医师。其成果获得了2000年北京市科技进步三等奖。
王俊教授的重要成就还包括开创了我国的肺气肿外科手术新领域。1996年，他成功地完成了我国第1例肺气肿肺减容手术。在卫生部科研基金的资助下，他研制出有自主知识产权的国产牛新包垫片并规模应用于临床，为肺减容手术在我国的普及和发展提供了可能。主编了国内部肺气肿外科专著，撰写了多篇文章。为规范肺减容手术方法，他还成功地主办了4届全国肺气肿肺减容手术学习班，组织成立了由多家全国大医院参加的全国肺气肿肺减容手术协作组。电视纵隔镜是近年在国外刚开展的一项新技术。2001年，王俊首先将该技术引进我国，并成功的应用于临床，为诊断不明的纵隔占位和肺癌患者提供了一种、微创的诊断和分期手段，并完成了国内第1例纵隔镜下纵隔囊肿摘除术等高难手术。另外，王俊教授在胸部小切口手术，食管狭窄的扩张等方面也有着丰富的经验。翻开十余年来中国胸外科领域的文献，可以清楚地看到，几乎所有的学科重大进展都与王俊这个名字有关。
目前，王俊教授还承担国家（自然基金）、卫生部、北京科委及北京大学等多项研究课题，从事着肺癌和食管癌基因方面的基础研究，以及新的手术方法、技术和器械的临床应用研究。并与北京大学医学部柯阳主任合作承担北京市科委重大项目（中国肺癌研究资助基金）--中国肺癌规范化和个体化方案的研究建立和推广。共发表学术研究论文200余篇。