На драфте НХЛ 1994 года был выбран в 9 раунде под общим 217 номером командой «Квебек Нордикс». 4 июня 1998 как свободный агент подписал контракт с «Эдмонтон Ойлерз», однако за основу «Нефтяников» не провел ни одного матча. 8 августа 2002 как свободный агент подписал контракт с «Бостон Брюинз». В январе 2008 и 2009 годов принял участие в Матче всех звезд НХЛ. В июне 2009 Томас был удостоен высшей вратарской награды НХЛ Везина Трофи, попутно получив Уильям М. Дженнингс Трофи. В июне 2011 года Тим выиграл приз лучшему игроку плей-офф — Конн Смайт Трофи, стал обладателем Кубка Стэнли в составе Бостон Брюинз, а также во второй раз получил «Везину».