Теса Лин Томпсън е родена и израснала в Лос Анджелис. Тя прекарва летните и зимните си ваканции в Ню Йорк, където баща ѝ певецът и автор на песни Марк Антъни Томпсън, има участия с групата си Chocolate Genius.
Теса се отдава на актьорската си страст в гимназията, където редовно участва в пиеси, организирани от учителите. През 2005 г. тя прави първата си поява в сериал, а същата година придобива популярност благодарение на повтарящата се роля в сериала Вероника Марс. Нейната телевизионна кариера напредва с помощта на второстепенни герои и малки участия. Що се отнася до киното, тя процъфтя в независими продукции като Dear White People (2014). С убедителните си изпълнения и талант, тя получи повтарящи се роли в сериалите Парк Авеню 666 и Copper, които обаче бяха отменени, поради липса на зрители. Тя не се обезсърчи и през 2017 г. получи роля в блокбъстъра Тор, а през 2019 г. главна роля в рестартирането на Мъже в черно. Въпреки че този филм не оправда очакванията на феновете на франчайза, продукции с такъв бюджет винаги вдигат много шум. Въпреки негативните критики, Агент М беше на кината по целия свят, партнирайки си отново с бившия Тор – Крис Хемсуърт.
