באליפות העולם שנערכה ברומא, איטליה, בשנת 1994, זכתה תומפסון בשתי מדליות כסף במסגרת משחי שליחות: ב-4x100 מטר חופשי בתוצאה של 3:41.50 דקות אחרי הסיניות (3:37.91 דקות); וב-4x100 מטר מעורב בתוצאה של 4:06.53 דקות אחרי הסיניות (4:01.67 דקות). בנוסף היא זכתה במדליית ארד במשחה 4x200 מטר חופשי בתוצאה של 8:03.16 דקות אחרי הסיניות (7:57.96 דקות) והגרמניות (8:01.37 דקות). שיאה העולמי נשבר בתחרות זו על ידי הסינית לי ג'ינגיי במשחה ל-100 מטר חופשי בתוצאה של 54.01 שניות, תומפסון סיימה במשחה זה במקום הרביעי בתוצאה של 55.16 שניות. במשחה ל-100 מטר פרפר היא סיימה במקום השישי בתוצאה של 1:00.84 דקות.