Den 26-årige, som var med juniorerna Kelty Hearts, har undertecknat för Edinburgh City i League Two.
Thomson erkände sig skyldig i juni 2011 till olämpligt uppförande mot två minderåriga flickor över internet.
Staden noterade hans dom men sa på Twitter att de tyckte att han förtjänade en andra chans.
– Klubben erkänner Craigs tidigare fällande dom 2011 för brott han begick 2010 och tolererar inte hans beteende på något sätt, sade de i ett uttalande.
"Men klubbens styrelse, ledning, spelpersonal och huvudsponsor kollektivt tror att Craig har avslutat sin rehabilitering och vi ser fram emot att ge honom möjlighet att återvända till att spela i SPFL."
Thomson lånades ut till litauiska klubbar Kaunas och Suduva efter att ha bötfällts och placerats i sexförbrytarens register i fem år men aldrig spelat för Hearts igen.
Efter att ha lämnat Tynecastle officiellt i 2013, den tidigare Skottland Under-21 potentiella flytten till Cypern kortades snabbt när blivande klubb Paphos upptäckte hans övertygelse.
Men han har sedan dess spelat för East of Scotland junior sidor Arniston Rangers, Newtonrangers Star och Kelty, som vann Super League förra säsongen.
Före detta Hearts manager Jim Jefferies, som är idrottsledare med Edinburgh City, sade klubben skulle inte göra några ytterligare kommentarer.
F.d. Hearts fullback Craig Thomson har återvänt till skotsk fotboll för första gången sedan han dömdes för sexbrott.