Томас Юнг родился 13 июня 1773 года в городе Милвертон, Англия. Через несколько месяцев после рождения, мальчика отдали деду по материнской линии Роберту Дэвису, купцу из Майнхеда. Дед, имевший классическое образование, первым распознал его экстраординарные способности. В два года Томас выучился читать по Библии и к четырехлетию прочитал ее дважды; кроме того, увлекся серьезной поэзией Поупа и Голдсмита, множество стихов которых знал наизусть.

К шестилетнему возрасту прочитал «Робинзона Крузо» и «Гулливера». Обладая разносторонними способностями и интересами, Юнг уже в восемь лет занимался геодезией и математикой. Подростком знал латынь, древнегреческий, итальянский и французский языки, изучал арабский язык, а также историю и ботанику. С 1792 по 1803 год в Лондоне, Эдинбурге, Геттингене, Кембридже изучал медицину. Затем занимался оптикой и акустикой.

В двадцать один год стал членом Лондонского королевского общества. С 1802 года на протяжении двадцати семи лет являлся его секретарем. До 1803 года выступал профессором Королевского института в Лондоне. Через год женился на Элизе Максвелл. С 1811 года до конца жизни работал врачом в больнице Святого Георгия в Лондоне. Одновременно с 1818 года занимал пост секретаря Бюро долгот и редактора «Мореходного календаря».

Научные интересы Юнга весьма разнообразны. Наиболее важные направления его работ: оптика, механика, физиология зрения, филология. Юнг написал около шестидесяти глав для приложения к четвертому изданию «Британской энциклопедии», главным образом биографии ученых. В работе «Наблюдения над процессом зрения» указал, что аккомодация глаза обусловлена изменением кривизны хрусталика.

Оптические наблюдения привели Юнга к мысли, что господствовавшая в то время корпускулярная теория света неверна. Ученый высказался в пользу волновой теории света. Его идеи вызвали возражения английских ученых и под их влиянием Юнг отказался от своего мнения. Однако в трактате по оптике и акустике «Опыты и проблемы по звуку и свету» вновь пришел к волновой теории света и впервые рассмотрел проблему суперпозиции волн. Дальнейшим развитием данной проблемы явилось открытие Юнгом принципа интерференции. Автором данного термина являлся также Юнг.

В докладе «Теория света и цветов», прочитанном Юнгом Королевскому обществу ученый дал объяснение колец Ньютона на основе интерференции и описал первые опыты по определению длин волн света. В работе «Опыты и исчисления, относящиеся к физической оптике» рассмотрел явления дифракции. После классических исследований Огюстена Френеля по интерференции поляризованного света Томас высказал гипотезу о поперечности световых колебаний. Далее разработал теорию цветного зрения, основанную на предположении о существовании в сетчатой оболочке глаза трех родов чувствительных волокон, реагирующих на три основных цвета.

В начале XIX века в двухтомном труде «Курс лекций по натуральной философии и механическому искусству» Юнг обобщил результаты своих теоретических и экспериментальных работ по физической оптике. Ученый изложил свои исследования по деформации сдвига, ввел числовую характеристику упругости при растяжении и сжатии: так называемый модуль Юнга. Впервые рассмотрел механическую работу как величину, пропорциональную энергии, под которой понимал величину, пропорциональную массе и квадрату скорости тела.

Помимо занятий наукой, известен также как хороший музыкант, знаток живописи и даже способный гимнаст. Юнг также доказывал родство языков индоевропейской семьи и в конце 1810-х годов опубликовал работу, в которой ввел сам термин «индоевропейские языки».

Ученый занимался также расшифровкой египетских иероглифов: определил значение некоторых знаков Розеттского камня. Именно Томас первым прочел имя великой Клеопатры на лондонском обелиске с острова Филы, обнаруженном Джованни Бельцони. Тем не менее, бессистемный подход Юнга к анализу египетских надписей привел к тому, что Юнг прочел всего около тридцати знаков, а полностью дешифровку осуществил Жан-Франсуа Шампольон.

Томас Юнг скончался 10 мая 1829 года в Женеве. Похоронен великий ученый в фамильном склепе Максвеллов в английском городе Фарнборо.

Память