Jeho otec je slavný fotbalista a sportovní komentátor Tom Harmon.
Jeho matka je herečka Elyse Knox.
Má dvě sestry, Kelly - taktéž herečka, a Kristin.

Thomas vystudoval Californskou univerzitu, kde sbíral úspěch jako fotbalista. Později se dal na hereckou dráhu. Svůj první film natočil v roce 1978. Roku 1986 byl magazínem People vyhlášen jako nejvíce sexy muž planety. 1987 se oženil s herečkou Pam Dawber, s ní má dva syny Seana (10) a Tay (6).