Thomas studierte von 1969 bis 1974 an der Hochschule für Bildende Künste und Gesamthochschule in Kassel.

Von 1987 bis 1991 war er Professor für Gestaltungslehre an der Fachhochschule Bielefeld;  seit 1991 ist Norbert Thomas Professor an der Universität in Wuppertal.

Seine Werke sind bestimmt durch eine systemmatische Ordnung von Linie, Fläche und Farbe. Seine seit vielen Jahrzenten erarbeite rational gesteuerte Bildfindung beruht auf dem Element des Winkels im Quadrat. Zahlreiche Variationen dieses Themas in unterschiedlichen künstlerischen Gestaltungen, ob als zweidimensionales Gemälde, dreidimensionale Objekt oder räumliche Skulptur dokumentieren Struktur, ordnen Systeme und geben diesen mit künstlerischen Mitteln Leben. Mathematische Logik ist Grundlage seiner Werke, die die Veranschaulichung von Prinzipien, Proportionen und Symmetrien in harmonischen Maßen und Gesetzen verbildlichen. Seine konstruktiven Gemälde verdeutlichen, wie Farbe und Form, in Schichten übereinander gelegt, eine Verdichtung von Strukturen entsteht. Es kristallisiert sich eine eine bildimmante Räumlichkeit heraus, die von der Fläche in den Raum weist. Folgerichtig entwickelt der Künstler seine raumgreifende Gestaltungen weiter zu Wandobjekten und Skulpturen. In der Verbindung von Kalkül und Emotion faszinieren seine zeitlosen und harmonischen konkreten Werke.