Он изучал архитектуру в Берлинском Техническом Университете (TU Berlin) и Политехническом Университете Каталонии в Барселоне (UPC Barcelona) при поддержке различных грантов ЕС. После окончания обучения в 2003 году Томас уделяет основное внимание стратегическому планированию в условиях трансформирующегося мира.

Начиная с 2001 года, Томас преподает и одновременно занимается исследованиями в области устойчивого городского планирования в мировом контексте. Он преподавал в Институте Берлаге (Роттердам) и был приглашенным профессором Университета Науки и Искусства (Алеппо, Сирия). В настоящее время он заведует кафедрой городского планирования в высшей школе Ризеба в Риге.

Томас Штельмах ежегодно проводит лекции и воркшопы в Университете Цинхуа (Пекин) , Техническом Университете Берлина, Архитектурной Академии (Роттердам), Институте Стрелка (Москва) и Политехническом Университете (Барселона). В последнее время несколько лекций о проектах своего бюро Томас представил в Амстердаме, Багдаде, Бейруте, Ижевске и Якутске.

За свою карьеру Томас Штельмах разработал один из крупнейших европейских проектов по городскому развитию, “проект a101” в России,  руководил проектом развития квартала Barking Riverside в Восточном Лондоне.

В 2009 году он победил в европейском конкурсе для молодых архитекторов Europan 10, представив план развития Хайдельберга . В том же году он основал бюро совместно с Али Саадом;  на основе этого партнерства в 2014 году возникло бюро TSPA (Thomas Stellmach Planning and Architecture).

Последними проектами его бюро являются: план стратегического развития Рурского региона в Германии на 8 млн. жителей, план для Экспо 2017 в Астане , локальные проекты перепланировки для Багдада и Москвы, концепция развития периферийных районов Парижа, проект-победитель конкурса на Центральную библиотеку Берлина и прилегающий к ней городской квартал.

В Берлине он основал жилищный кооператив urban coop berlin, чтобы показать на своем примере, как в условиях жилищного кризиса можно построить доступное жилье. Строительство первых жилых домов началось во второй половине 2018 года.

Томас не так давно консультировал Фонд Ага-Хана и Германскую службу развития GIZ по вопросам лучших практик в области городского развития и планирования. Он разработал концепцию городского видения и стратегического плана развития для 2,6-миллионного города Алеппо в Сирии для GIZ и Cities Alliance.

Томас Штельмах также является шеф-редактором архитектурного онлайн-журнала dysturb.net и членом международной организации специалистов городского планирования isocarp.

Томас также является консультантом Программы ООН UN-Habitat по проектам устойчивого развития городов, а также  координирует пилотные проекты в Филиппинах, Руанде и Мозамбике. Для содействия развивающимся странам в качественном городском планировании он разрабатывает методологию планирования для устойчивого городского развития совместо с UN-Habitat, а также работает над книгой о лучших мировых практиках по преобразованию и расширению городов. 

Томас является выдающимся организатором и координатором воркшопов по ускоренному планированию —  только недавно он провел треннинги для специалистов по городскому планированию и глав городских администраций в Кении, Малайзии, Филиппинах и Руанде.

В России компания Томаса разрабатывала проекты в Москве, Красноярске, Набережных Челнах и Казани.