حصل على بكالوريوس الآداب في الفيزياء الحيوية من جامعة إلينوي عام 1981، ثم حصل على الدكتوراة في الطب البيطري من جامعة بنسلفانيا عام 1985، والدكتوراة في علم البيولوجيا الجزيئية من معهد وسْتار في فيلادلفيا عام 1988. ثم أمضى فترة زمالة لما بعد الدكتوراة لمدة عامين في مختبر علم الأَجِنَّة التجريبي والإخصاب خارج الرحم في مركز ولاية أوريجون الوطني لبحوث المقدمات ثم تَخصَّص، خلال الأعوام الثلاثة التالية، في علم أمراض الحيوان في المركز الاقليمي للمقدّمات في جامعة ويسكونسن. وهو حالياً مدير قسم البيولوجيا التعويضية في معهد مورجردج للبحوث في ماديسون، وأستاذ كرسي جورج ماك آرثر وأستاذ علم التشريح في كلية الطب والصحة العامة في جامعة ويسكونسن، وأستاذ بيولوجيا الخلية والنمو والبيولوجيا البيولوجية الجزيئية في جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا.
بدأ البروفيسور تومسون بحوثه الرائدة في الخلايا الجذعية أثناء دراسته للدكتوراة، ثم واصل العمل في مختبره الخاص في جامعة ويسكونسن. وكان في بادئ الأمر يستخدم أَجِنَّة الفئران والقرود للحصول على الخلايا الجذعية. وفي عام 1998، نجح لأول مرة في العالم في استخراج الخلايا الجذعية من الأَجِنَّة البشرية وهي خلايا “متعدّدة الأغراض” تتكاثر بلا حدود وفي مقدورها أن تتحوَّل إلى أي نوع آخر من أنواع الخلايا البشرية البالغ عددها 220 نوعاً. فتح ذلك الكشف المجال لتعميق المعرفة بالنمو الجنيني في البشر وإمكانية الاستفادة من الخلايا الجذعية في علاج الأمراض المُعقّدة مثل داء السكري، ومرض الزهايمر، ومرض باركنسون (الشلل الرعاشي)، والأمراض الخبيثة. ولكن لما كان استخراج الخلايا الجذعية من الأَجِنَّة يُحتّم تدمير الجنين فقد أثار ذلك الكشف جدلاً طويلاً ومريراً في أوساط العلماء، والسياسيين، ورجال الدين، وأفراد المجتمع عموماً. وجاءت نقطة التحوُّل على يد البروفيسور تومسون والبروفيسور شينيا ياماناكا عام 2007 حينما نجح هذان العالِمان، كُلاًّ على حدة، في ابتداع تقنية فريدة لحفز الخلايا البالغة في جلد الإنسان على التحوُّل إلى خلايا نظيرة للخلايا الجذعية المستخرجة من الأَجِنَّة. بهذه الطريقة، أصبح ممكناً الحصول على خلايا تقوم مقام الخلايا الجذعية الجنينية وتماثلها في شكلها وخصائصها ووظائفها بدون حاجة إلى استخدام الأَجِنَّة البشرية. أَدَّت تلك التقنية – التي يتم فيها إعادة برمجة الخلايا الجلدية بإضافة ثلاث مورِّثات فقط – إلى إنهاء الخلاف الذي نشب حول استخدام خلايا الأَجِنَّة، وفتح الباب أمام عدد هائل من البحوث خلال الأعوام القليلة الماضية.
نال البروفيسور تومسون تقدير المحافل العلمية على ما حقَّقه من إنجازات عظيمة، فحصل على العديد من الجوائز وأشكال التقدير العلمي الأخرى، منها: عضوية الأكاديمية الوطنية للعلوم؛ وجائزة الدرع الذهبي للأكاديمية الأمريكية للإنجاز؛ وجائزة قاعة المشاهير للإنجاز العلمي؛ وجائزة ولسون ستون للبحوث الطبية الحيوية؛ وجائزة لويس بوب العالمية للبحث العلمي. كما اختارته مجلة Time واحداً من “أفضل 18 أمريكي في الطب والعلوم لعام 2001”. واختارته مجلة ماديسون “رجل العام – 2007” بينما وصفت كلا من مجلة People ومجلة Time ومجلة USA Today ومجلة The Independent إنجازاته ضمن أعظم الإنجازات الطبية لتلك العام. وفي العام التالي صنَّفته مجلة Time في قائمة “المائة شخص الأكثر تأثيراً في العالم” بينما وصفت مجلة Science العلمية الشهيرة نجاحه في حفز الخلايا الجلدية للتحوُّل إلى خلايا جذعية بأنه “أهم إنجاز علمي لعام 2008.”
نُشر للبروفيسور تومسون أكثر من 120 بحثاً وحصل على 14 براءة علمية؛ أما عدد البحوث الصادرة من مختبره فيتجاوز الخمسمائة. وهو مؤسس “الشركة العالمية لدينامية الخلايا” التي تعمل في إنتاج مشتقات الخلايا الجذعية واستكشاف فوائدها العلاجية.
كتبت هذه السيرة الذاتية في عام استلامه للجائزة.