توماس مولر در تاریخ ۱۳ سپتامبر ۱۹۸۹ در شهر وایلهیم، ایالت بایرن آلمان به دنیا آمد. او از کودکی به فوتبال علاقه داشت و در سال ۲۰۰۰ به آکادمی جوانان باشگاه بایرن مونیخ پیوست. پس از چند سال پیشرفت، در سال ۲۰۰۹ به تیم اصلی سایت شرط بندی حکم آنلاین راه یافت و خیلی زود به یکی از مهرههای کلیدی تیم تبدیل شد. مولر با بایرن مونیخ به افتخارات بزرگی دست یافت؛ از جمله ۱۲ قهرمانی بوندسلیگا، ۲ قهرمانی لیگ قهرمانان اروپا و ۶ جام حذفی آلمان. سبک بازی خاص او که خودش آن را "Raumdeuter" (به معنی «یابنده فضا») مینامد، بر اساس درک فضا، حرکت هوشمندانه و ایجاد موقعیت برای همتیمیها است.
در سطح ملی، مولر با تیم ملی آلمان نیز درخشش بینظیری داشت. او در جام جهانی ۲۰۱۰ با ۵ گل عنوان آقای گل را به دست آورد و در جام جهانی ۲۰۱۴ با آلمان قهرمان جهان شد. مجموعاً بیش از ۱۲۰ بازی ملی انجام داده و بیش از ۴۰ گل ملی به ثمر رسانده است. مولر بهخاطر روحیه جنگنده، بازی تیمی عالی و ثبات بالا، یکی از محبوبترین و تأثیرگذارترین بازیکنان فوتبال آلمان در دو دهه اخیر بهشمار میرود.
توماس مولر در زندگی شخصی، چهرهای آرام، فروتن و خانوادهدوست دارد. او در سال ۲۰۰۹ با لیزا ترگزاور (Lisa Trede)، دختری که از نوجوانی با او آشنا بود، ازدواج کرد. لیزا یک سوارکار حرفهای اسب است و علاقه مشترک آنها به حیوانات باعث نزدیکی بیشترشان شد. این زوج در حومه شهر مونیخ زندگی میکنند و زندگی نسبتا دور از حاشیهای دارند.
توماس مولر یکی از تأثیرگذارترین بازیکنان تاریخ تیم ملی آلمان است و نقش بزرگی در موفقیتهای دهه ۲۰۱۰ این تیم داشته است. او برای نخستین بار در سال ۲۰۱۰ به تیم ملی دعوت شد و همان سال در جام جهانی آفریقای جنوبی درخشید؛ با ۵ گل و ۳ پاس گل عنوان آقای گل و بهترین بازیکن جوان تورنمنت را به دست آورد.