Frédéric Thomas est directeur de Recherches CNRS et a dirigé trois groupes de recherche au cours des vingt dernières années. Depuis 1995, il a publié plus de 340 articles dans des revues internationales à comité de lecture, notamment Nature, Nature Communications, PNAS, Nature Ecology and Evolution, Trends in Ecology and Evolution, Plos Biology, Ecology Letters, Molecular Cancer, Proceedings of the Royal Society of London, Plos pathogens, etc. Il a également édité douze livres (dont deux chez Oxford University Press, ainsi que Biologie évolutive qui est désormais l'ouvrage français de référence en biologie évolutive) et écrit trois livres.

Frédéric Thomas a une expertise reconnue dans le domaine des interactions hôte-parasite et travaille également sur des projets liés à l'évolution et au cancer depuis juillet 2010. Il a fondé avec Benjamin Roche en 2012 le Centre de recherches écologiques et évolutives sur le cancer (CREEC) à Montpellier. En 2016, il a initié avec Beata Ujvari (Deakin University Australia) et Rodrigo Hamede (University of Tasmania) un laboratoire international associé, principalement pour travailler sur les cancers transmissibles chez les diables de Tasmanie. Depuis plusieurs années, il développe également des recherches en écologie de la santé, en étroite collaboration avec la Tour du Valat. Le Docteur Frédéric Thomas a obtenu en 2012 la médaille d'argent du CNRS pour l'excellence de sa recherche, le Award of Outstanding Research de l'université Deakin en 2018, et en 2021 le Prix "Le Goût des Sciences" du ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche.