Les gazelles de Thomson sont de petites gazelles mesurant entre 55 et 82 cm de hauteur et pesant entre 15 et 35 kg. Ils sont faciles à identifier grâce à la présence d’une bande noire sur les flancs qui sépare leur dos brun rougeâtre de leur ventre blanc.

Les mâles et les femelles ont des cornes, même si celles des mâles sont un peu plus grandes. Ils ont des glandes pré-orbitales proéminentes.

Ils forment généralement des groupes de 5 à 60 individus, bien que temporairement ils puissent former des associations de plusieurs centaines. Leurs groupes se joignent et se séparent facilement et il ne semble pas y avoir de permanence exclusive ni de hiérarchie sociale. Ils forment également des groupes multispécifiques avec les impalas et les gazelles de Grant.

Pendant la saison de reproduction, les mâles défendent de petits territoires vers lesquels ils tentent d'attirer les femelles à la recherche d'opportunités d'accouplement.

Les prédateurs des gazelles de Thomson sont les lions, les hyènes, les chiens sauvages, les guépards, les léopards et les chacals. Pendant la saison de reproduction, les plus jeunes individus sont des proies faciles pour ces prédateurs, ainsi que pour les babouins et les pythons.

En se déplaçant en grands troupeaux, ils bénéficient d’une meilleure protection contre les prédations, sont toujours alertes et s’enfuient rapidement.