Ο Θωμάς Μαυρομούστακος γεννήθηκε το 1960 στην κατεχόμενη κωμόπολη της Κύπρου, Μόρφου. Το 1985 έλαβε το πτυχίο χημείας από το Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Αθηνών. Το 1991 έλαβε το δίπλωμα ειδίκευσης και διδακτορικό από τον Τομέα της Φαρμακευτικής Χημείας του Πανεπιστημίου Κοννέκτικατ. Από το 1991 εκτελεί ερευνητική δραστηριότητα ως Ερευνητής Α' Βαθμίδας στον Τομέα Φαρμακευτικής Χημείας και Χημείας Τροφίμων και Ποτών στο Ινστιτούτο Οργανικής και Φαρμακευτικής Χημείας του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών.