Sein Studium in Humanmedizin hat er an der Universität Basel und Paris absolviert und promovierte an der Universität Zürich.
Seine Ausbildung zum Facharzt Anästhesie führte ihn vom Kantonsspital Aarau, ans Kantonsspital Chur und ans Universitätsspital Zürich, wo er mehrere Jahre als Oberarzt auf der Allgemeinanästhesie, auf der Herzanästhesie und der herzchirurgischen Intensivstation tätig war.
In dieser Zeit war er zudem im Transplantationsteam und als Notarzt auf der REGA tätig. 2007 hatte er die Möglichkeit, in der Anästhesiefirma Hypnocare einzusteigen und wurde 2011 Partner und Mitglied der Geschäftsleitung. Hypnocare ist eine Gruppe von Anästhesisten, die in verschiedenen Kliniken und Praxen den gesamten Anästhesiebetrieb führen.
Seit einigen Jahren engagiert sich Thomas Müller zudem in verschiedenen humanitären Projekten mit Einsätzen in Tajikistan und Tanzania.
Thomas Müller ist verheiratet, hat 3 Kinder und liebt das Reisen, Skifahren und jegliche Art von Wassersport.