Thomas Filk hat in Bonn Physik studiert und 1982 in theoretischer Physik promoviert. Anschließend war er als Stipendiat der Japan Society for the Promotion of Science für zwei Jahre an der Universität von Tokio. Seit 1985 ist er an der Universität Freiburg, seit 2000 als außerplanmäßiger Professor und seit 2022 als Wilhelm und Else Heraeus-Seniorprofessor. Seine derzeitigen Interessensschwerpunkte sind die Didaktik der Physik, die wissenschaftstheoretischen Konzepte der Quantentheorie sowie die Geschichte der Physik. Unter anderem hat er ein Lehrbuch zur Quantenmechanik für Lehramtsstudierende sowie zusammen mit Domenico Giulini ein populärwissenschaftliches Buch zum Thema »Zeit« geschrieben.