Nach seinem Studium der Elektrotechnik (Fachrichtung Energieübertragung) an der Universität Stuttgart (Abschluss 1997) promovierte Thomas Klein am Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik (IEH) über das Energieaufnahmevermögen von Metalloxidableitern zum Dr.-Ing.
Seine berufliche Karriere begann er als Entwicklungsingenieur bei ABB Schweiz, bevor ihn sein weiterer Weg zur Pfisterer-Gruppe führte, wo er zunächst die Leitung für Entwicklung und Produktmanagement im Bereich der Kabelgarnituren übernahm. Er agierte anschließend fünf Jahre als Geschäftsführer für die Standorte in Deutschland und der Schweiz und verantwortete schließlich als Vorstand der Pfisterer Holding AG die strategische Gesamtausrichtung der Unternehmensgruppe.
Seit 2013 konzentriert sich Dr. Klein auf die Leitung der Strescon GmbH als geschäftsführender Gesellschafter. Das Unternehmen ist auf die Entwicklung von Kabelgarnituren spezialisiert und fungiert als technischer Partner für verschiedene TSOs (Übertragungsnetzbetreiber).
Neben seiner unternehmerischen Tätigkeit gestaltet Dr. Klein die Zukunft der Energietechnik aktiv mit. Seit 2004 bringt er seine Expertise als Mitglied der CIGRE sowie im Deutschen Arbeitskreis B1 der CIGRE ein. Zudem engagiert er sich kontinuierlich in den relevanten DKE Normungsgremien, um technische Standards für eine sichere Energieübertragung zu definieren.