Thomas Hunt Morgan sinh ngày 25/9/1866, ở Lexington, Kentucky, Mỹ.  Từ nhỏ, khi 10 tuổi ông đã say mê lịch sử tự nhiên, thu thập các loài chim, trứng chim và các hoá thạch suốt khoảng thời gian sống ở nông thôn. Năm 20 tuổi ông tốt nghiệp đại học, năm 24 tuổi đã nhận học vị tiến sĩ khoa học.
Lúc đầu Moocgan nghiên cứu về phôi sinh học thực nghiệm, sau đó sang vấn đề di truyền. Năm 1909, ông bắt đầu thí nghiệm của mình với loài ruồi giấm Drosophila melanogaster và là người đầu tiên sử dụng ruồi giấm vào việc nghiên cứu di truyền. Tính trạng đột biến đầu tiên Morgan quan sát được trên ruồi giấm là màu mắt trắng.  Tính trạng nầy được kiểm soát bởi alen lặn w, màu mắt đỏ ở ruồi hoang dại được kiểm soát bởi alen trội W.  Nếu một ruồi cái đồng hợp có mắt màu đỏ  được lai với một ruồi đực mắt trắng, tất cả các cá thể F1 (không phân biệt giới tính) đều có mắt màu đỏ vì chúng đều nhận một nhiễm sắc thể X mang alen W từ mẹ.(Cá thể cái cũng nhận được alen w từ bố nhưng vì W trội nên lấn át sự biểu hiện của w, còn cá thể đực chỉ nhận từ bố một nhiễm sắc thể Y không mang gen qui định màu mắt). Khi xét phép lai ngược lại, thế hệ bố mẹ là ruồi cái mắt trắng và ruồi đực mắt đỏ, ở F1 tất cả các ruồi cái đều có mắt đỏ còn toàn bộ ruồi đực đều có mắt trắng. Bằng các thực nghiệm trên ruồi dấm (Drosophila melanogaster), ông đã phát hiện ra chúng có tới 400 đột biến và chia ra 4 nhóm di truyền riêng biệt, tương ứng với các gen nằm trên cùng nhiễm sắc thể; làm sáng tỏ cơ chế tế bào của các định luật Menđen và cơ sở di truyền của sự đào thải tự nhiên. Ông đã lập bản đồ phân bố các gen trên nhiễm sắc thể. Năm 1910 ông công bố công trình "Nhân tố di truyền". Năm 1915 ông xuất bản cuốn "Cơ chế của di truyền học Mendenl" để chứng minh sự đúng đắn của học thuyết. Năm 1926 ông có tác phẩm "Học thuyết về gen" để trình bày rõ và sâu về cơ sở vật chất nhiễm sắc thể và gen của tính di truyền.Nếu Mendel được xem là cha đẻ của di truyền học cổ điển, thì Thomas Hunt Morgan được xem là cha đẻ của di truyền học hiện đại.
Ông là viện sĩ của các viện hàn lâm Nga, Mỹ, được giải thưởng Noben về sinh lý học năm 1933. Ông mất năm 1945, thọ 79 tuổi.