Thomson's gazellen zijn kleine gazellen die tussen de 55 en 82 cm hoog zijn en tussen de 15 en 35 kg wegen. Ze zijn gemakkelijk te herkennen aan de aanwezigheid van een zwarte streep op hun zijkanten die hun roodbruine rug scheidt van hun witte buik.

Zowel mannetjes als vrouwtjes hebben hoorns, hoewel die van de mannetjes wat groter zijn. Ze hebben prominente preorbitale klieren.

Ze vormen over het algemeen groepen van 5 tot 60 individuen, hoewel ze tijdelijk verenigingen van enkele honderden kunnen vormen. Hun groepen sluiten zich gemakkelijk aan en scheiden zich gemakkelijk af, en er lijkt geen sprake te zijn van een exclusieve duurzaamheid of sociale hiërarchie. Ze vormen ook groepen met meerdere soorten met impala's en Grant's gazellen.

Tijdens het broedseizoen verdedigen mannetjes kleine territoria waarnaar ze proberen vrouwtjes te lokken op zoek naar paringsmogelijkheden.

De roofdieren van Thomson's gazellen zijn leeuwen, hyena's, wilde honden, cheeta's, luipaarden en jakhalzen. Tijdens het broedseizoen zijn de jongste individuen een gemakkelijke prooi voor deze roofdieren, maar ook voor bavianen en pythons.

Door zich in grote kuddes te verplaatsen, krijgen ze meer bescherming tegen predatie, zijn ze altijd alert en rennen ze snel weg.