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外科学同医学其他领域一样，是人类在和疾病长久斗争中的经验总结。我国医学史对于外科学的记录很早，公元前14世纪的商代甲骨文中即可见“疖”“疮”等外科疾病的记载。在周代（公元前1066年—公元前249年），“疡科”作为早期外科已确立为独立学科。秦汉时代我国医学名著《内经》已有外科专属篇章。公元190年成书的《难经》已开始详细地描述人体组成结构。时至汉末，杰出的医学家华佗开始在“麻沸汤”麻醉下为病人进行死骨剔除及剖腹手术等高风险外科治疗。魏晋南北朝的大动荡给人民带来了深重的苦难，却促进了战伤外科的发展，南北朝龚庆宣所著《刘涓子鬼遗方》（483年）是我国最早的外科学专著，其中“金疡专论”系统性地总结了当时最为先进的创伤治疗技术，堪称最早的战伤外科。唐代医药名家孙思邈所著《千金方》（652年）中，记载的下颌关节脱位手法整复方法与现代医学采用手法相差已不大。宋代王怀隐著作《太平圣惠方》（992年）记载砒剂治疗痔疮；元代危亦林《世医得效方》（1337年）系统性阐述了肢体骨折、关节脱位的治疗方式，并提出悬吊复位法治疗脊柱骨折。明清时代，我国传统外科学发展蓬勃，诞生出薛己、汪机、王肯堂、申斗垣、陈实功、孙志宏等外科名家，并各有专著，其记载涵盖颈部、乳腺、腹部、会阴、骨关节等器官的外科疾病及治疗，基本囊括了现代外科的所有门类。
然而西方的古代外科学起步较晚，古罗马时期严禁人体解剖，直到1241年，Frederich二世才允许人体解剖。1543年比利时的Vesalius完成《人体结构》的写作，奠定了近代人体解剖学的基础，直到16世纪，欧洲外科学开始萌芽。1766年，绷带被Desault初次应用于骨折的固定。随着文艺复兴的到来，西方外科学开始加速发展，直至现代外科学的建立。
19世纪，随着欧洲文明在自然科学、人文科学等领域取得成果，外科学也获得长足进步，先后攻克了手术疼痛、无菌技术、手术和创伤出血以及输血等几大难关。
1.麻醉
手术疼痛曾是阻碍外科学发展的首要因素，自1800年Davy发现氧化亚氮（笑气）的麻醉作用，不少学者致力于探索药物麻醉的应用；1846年美国医学家Morton开始为病人实施乙醚麻醉，在他的乙醚麻醉帮助下，美国医生Warren为大量病人成功地实施了大手术。自此，乙醚正式大规模应用于外科临床。1848年，中国医生开始应用氯仿麻醉法；1847年Ore运用水合氯醛实施静脉麻醉；1892年德国的Schleich首先提倡用可卡因做局部浸润麻醉，因其毒副作用，后改为普鲁卡因并沿用至今。
2.无菌技术
手术后伤口“化脓”及其他术后感染，曾是困扰外科医生、限制外科手术开展的重要障碍。仅仅1个世纪以前，截肢手术后死亡率竟高达40%～50%，几乎完全由术后感染引起。1846年匈牙利医生Semmelweis提出在产检之前应用漂白粉水溶液洗手，这一举措将产妇产褥死亡率由10%降低至1%，标志着无菌技术的肇始。1867年英国医生Lister采用石碳酸溶液清洗手术器械并以该溶液浸润纱布覆盖伤口，这使得经他实施的截肢手术术后死亡率由46%降低至15%。1877年德国医生Bergmann对15例膝关节穿透性损伤病人，仅进行伤口清洁消毒并予以包扎，使得其中12例病人顺利痊愈并保全了患肢。在此基础上，他提出，伤口的继发性感染至关重要，并采用蒸汽灭菌法处理手术布单、辅料、器械等，首次系统性地建立了现代无菌技术。十九世纪末叶，德国医师Furbringer提出手臂消毒法，美国医师Halsted首倡外科医师穿戴无菌橡皮手套，这些举措使无菌技术臻于完善。
3.手术出血
1872年英国医师Wells应用止血钳；1873年德国医师Esmarch提倡在截肢手术中应用止血带，他们是止血技术的奠基者。1901年美国科学家Landsteiner发现血型，在此基础上建立的输血及配血原则，很快应用于外科临床。初期采用直接输血，但操作复杂，输血量不易控制；1915年德国医师Lewisohn提出加入枸橼酸钠抗凝的间接输血法，以及血库的建立，使得输血技术得以广泛应用。
4.其他成就
1929年英国医生Fleming发现青霉素，1935年德国医生Domagk应用百浪多息（磺胺类药物），此后抗生素被大量发现并应用于临床，使得围手术期感染进一步控制。而随着麻醉药物的研发和应用，液体疗法、营养支持技术的发展，外科手术的范围、深度得到进一步增加。
20世纪中叶，外科学进入迅速发展的时期，低温麻醉和体外循环技术的成功应用，为心脏直视下手术奠定了基础。20世纪60年代，显微外科技术的发展，大大推动了创伤、整复、移植外科的进步。与此同时，外科疾病的诊断和治疗水平大大提升，这得益于病理学、分子病理学、超声诊断、X线计算机体层摄影（X-ray computed tomography，CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、数字减影血管造影术（digital subtraction angiography，DSA）及正电子发射断层成像（positron emission tomography，PET）等技术的进步。
近年来，微创外科技术的发展迅速，已经成为21世纪外科学发展的主要方向之一，其特点是体表创伤小，病人痛苦少，治疗效果确切，术后恢复快。伴随着免疫学、分子生物学的发展，人类基因组、蛋白组计划、干细胞技术、纳米技术、组织工程等高新技术开始逐步应用于外科临床实践，同时机器人外科及远程微创外科手术的成功，使得外科学面临又一次腾飞的机遇。而循证医学的出现使得外科技术及经验积累方式发生了本质的改变，只有紧跟时代步伐，不断温故知新，才能成为合格的当代外科工作者，进而取得创造性的成果。
现代外科传入我国已有近一个世纪的历史，但新中国成立以前，我国外科技术落后，人才缺乏，外科设备及资源匮乏。新中国成立以后，我国外科学建设历经从无到有，飞速发展的过程。特别是80年代以后，我国外科学发展的速度世所罕见，在很多领域逐步赶上乃至超越发达国家水平，备受世界瞩目，其中最具代表性的是微创外科技术和器官移植。目前我国微创外科手术量高居世界第一，重要脏器的移植手术总例数位居世界第二，手术效果世界领先。我国外科医学工作者的成就在国际上得到广泛赞誉，不少外科医生及成果已在国际上发出重要声音，成为相关领域的世界性代表或亚洲地区性代表，为中国外科与世界其他国家的交流做出重要贡献。