È lo scenografo del film di Tony Gilroy nominato agli Oscar® Michael Clayton, interpretato da George Clooney. Per il suo lavoro nel film, la Art Directors Guild lo ha candidato nella categoria Miglior scenografia di un film contemporaneo. Ha inoltre realizzato le scenografie della fortunata commedia surreale di Marc Forster Vero come la finzione, con Will Ferrell, Emma Thompson, Maggie Gyllenhaal, Queen Latifah e Dustin Hoffman. Nel 2005, ha collaborato con Forster al thriller Nel labirinto della mente, con Ewan McGregor e Naomi Watts.
Gli altri successi di Thompson includono Igby Goes Down, film dal successo inaspettato, interpretato da Kieran Culkin, Claire Danes e Jeff Goldblum; i film di Bart Freundlich Uomini & donne e World Traveler; Birth - Io sono Sean, con Nicole Kidman; The Yards, con Mark Wahlberg e Joaquin Phoenix; Studio 54, con Ryan Phillippe e Salma Hayek; Pazzo di te, con Julia Stiles e Freddie Prinze Jr.; Kicked in the Head, con Kevin Corrigan e Linda Fiorentino; il film di James Toback Two Girls and a Guy, con Heather Graham e Robert Downey Jr.; L'impiegata modello di Cindy Sherman; Ritratto nella memoria di Ismail Merchant; il controverso film di Larry Clark Kids; Little Odessa, con Tim Roth e Vanessa Redgrave; Party Girl, con Parker Posey e il film di David O. Russell Amori e disastri.
Prima di approdare al cinema, ha lavorato come architetto e si è successivamente dedicato all'allestimento scenico di corti, spot pubblicitari, video teatrali e musicali. Tra i corti di maggior successo ricordiamo Dog Boy di Spike Jonze, Urban Legends di Tom Kalin e Family Remains di Tamara Jenkins.