Protestantský kostol svätého Tomáša je vynikajúcim príkladom alsaskej gotiky.Pôvod stavby kostola siaha do benediktínskeho kláštora z roku 600. Kláštor bol zasvätený apoštolovi Tomášovi. V 9. storočí tu biskup Adalog nariadil postaviť nový kostol a školu. V roku 1007 však do budovy udrel blesk a požiar ju premenil na trosky. Skutočná výstavba kostola, ako ho poznáme dnes, sa teda začala v 12. storočí. Vďaka odpustkovému privilégiu sa v roku 1196 mohlo začať s výstavbou fasády. Najstaršou časťou kostola je Blasiova kaplnka severne od chóru. Loď bola dokončená koncom 13. storočia. V roku 1330 boli pristavané ďalšie dve lode. V roku 1536 mesto Štrasburg zabezpečilo výstavbu školy.
Kostol svätého Tomáša je päťloďový halový kostol. Vnútorná dĺžka je 65 metrov, šírka 30 metrov a vnútorná výška 22 metrov. Z hľadiska štýlu predstavuje stavba zmes románskych a gotických prvkov. Najstaršie stavebné prvky ešte patria k románskej tradícii, napríklad mohutná veža brány. Transept s krížovou vežou, ktorý bol postavený v 13. storočí, a chór nesú gotické formy. Bočné kaplnky, ktoré boli postavené až v 16. storočí, sú v neskorej gotike. Z pôvodných stredovekých okien z olovnatého skla sa na fasáde zachovalo len ružicové okno. Zvyšné okná sú zdobené prevažne rastlinnými motívmi po tom, čo mnohé zobrazenia svätcov padli za obeť luteránskym ikonoklastom. Kostol svätého Tomáša prechádza na luteránsku vieru V roku 1524 Kostol svätého Tomáša prešiel na luteránsku vieru. Aj keď Alsasko bolo pripojené ku katolíckemu Francúzsku, kostol si zachoval svoj luteránsky étos. To isté platilo aj pre kolegiátnu fundáciu a jej majetky. Neskôr bol Thomaskirche miestom, kde Friedrich Spitta v rámci "staršieho liturgického hnutia" skúšal nové formy bohoslužieb.
Andreas Silbermann dosiahol v 17. storočí v Thomaskirche impozantný organ. V roku 1778 na ňom hral Wolfgang Amadeus Mozart a neskôr Albert Schweitzer na pamiatku Johanna Sebastiana Bacha. V roku 1979 Silbermannov organ zreštauroval Alfred Kern. Okrem Silbermannovho organa sa v kostole Thomaskirche nachádza aj druhý, menší organ. V roku 1905 postavil Fritz Haerpfer menší chórový organ podľa plánov Alberta Schweitzera.
Kostol svätého Tomáša je známy svojimi pohrebnými pamiatkami. Pomníky pochádzajú z obdobia medzi rokmi 1130 a 1850, vrátane románskej hrobky biskupa Adeloga z 12. storočia. Za pozornosť stojí aj hrobka francúzskeho veliteľa maršala Morica Saského, ktorý zomrel v roku 1750. Pomník dokončil v roku 1776 Jean-Baptiste Pigalle. Impozantný náhrobok sa nachádza v apside a zobrazuje maršala, ako kráča po schodoch do rakvy, zatiaľ čo sa ho obrazne zobrazené Francúzsko snaží zadržať.