Профессионал с 1985 года. Выиграл 44 турнира (в т.ч. 1 турнир Большого шлема и 8 турниров серии Мастерс) в одиночном и 1 турнир в парном разряде. По количеству побед в одиночном разряде Мустер занимает 11-е место в истории АТП.
Победил в 44 финалах турниров АТП из 54, в которых участвовал (в т.ч. 8 из 10 финалов турниров серии Мастерс).
Лучшие результаты в турнирах «Большого шлема»:
В 1995 году он установил рекорд по количеству выигранных турниров АТП в сезоне — 12 побед. Только в 2006 Роджер Федерер превзошёл это достижение. Первая ракетка мира с 12 февраля 1996 года, сохранял титул (с перерывами) в течение 6 недель. Мустер стал первой ракеткой в возрасте 28 лет, это один из самых возрастных теннисистов, впервые становившихся первой ракеткой.
Свои первые матчи в турнирах Гран-при Томас Мустер провёл в 1984 году, когда ему ещё не исполнилось 17 лет. Первый свой турнир он сыграл в Кицбюэле, у себя на родине в Австрии, и там же добился своей первой победы, обыграв американца Джеффа Боровяка. Затем он принял участие в показательном Олимпийском турнире в Лос-Анджелесе, где возраст участников был ограничен двадцатью годами, и во втором круге уступил французу Ги Форже.
В феврале 1985 года в Лагосе семнадцатилетний Мустер дошёл до своего первого финала профессионального турнира (класса Challenger), затем до финала Открытого чемпионата Франции среди юношей, а в сентябре в Палермо - до первого в карьере полуфинала турнира Гран-при, после чего вошёл в число ста лучших теннисистов мира среди взрослых. В октябре Мустер выиграл свой первый «челленджер» в Белу-Оризонти (Бразилия), в ноябре в Вене дошёл до полуфинала в паре с Рональдом Аженором, победив во втором круге одну из именитейших пар в мире, Хайнца Гюнтхардта и Балажа Тароци, а в конце того же года стал финалистом престижного юниорского турнира «Orange Bowl». Уже на этом этапе стало ясно, что корты с грунтовым покрытием являются для него наиболее удобными.
В июле 1986 года Мустер провёл первые матчи за сборную Австрии в Кубке Дэвиса, нанеся два поражения соперникам из Румынии в одиночном разряде и проиграв парный матч, а сразу после этого завоевал свой первый титул на турнире Гран-при, победив в Хилверсюме Якоба Хласека. В четвертьфинале этого турнира он одержал первую победу над теннисистом из первой двадцатки рейтинга, Милославом Мечиржем. К концу года он уже входил в число 50 сильнейших теннисистов мира.
В 1987 году Мустер дошёл до третьего круга на Открытом чемпионате Франции и на Открытом чемпионате США. Помимо этого, его лучшим достижением был полуфинал в Вене. На следующий год он добился своих лучших результатов в парном разряде: начав сезон на 355 месте в рейтинге, он закончил его в сотне сильнейших после участия в финалах двух турниров Гран-при, один из которых, в Бари, он выиграл с итальянцем Клаудио Панаттой. Успехи в одиночном разряде были ещё более внушительными. Мустер выиграл турнир Гран-при в Бостоне, победив в четвертьфинале Андре Агасси, шестую ракетку мира, потом в Бордо, в Праге и в Бари. Перед победой в Бари Мустер дошёл до финала в Барселоне, после чего занял место в двадцатке сильнейших в рейтинге. До конца года он дошёл также до финала в Вене.
1989 год Мустер начал с выхода в полуфинал Открытого чемпионата Австралии, победив в четвертьфинале олимпийского призёра и пятую ракетку мира Стефана Эдберга и проиграв затем Ивану Лендлу, второму в мире. В матче Кубка Дэвиса против сборной Австралии он нанёс поражение Пэту Кэшу. Однако в марте произошло событие, казалось, прервавшее его карьеру в самом начале.
В марте 1989 года 22-летний Мустер одержал победу над Яником Ноа в полуфинале турнира в Ки-Бискейне и должен был встретиться в финале с Лендлом, первой ракеткой мира. Однако вечером, гуляя по городу, Мустер попал под грузовик. В Вене ему была сделана срочная операция по восстановлению раздробленного колена, и уже через полгода он снова появился на корте в рамках профессионального турнира. Для скорейшего восстановления Мустера, говорившего, что живёт ради тенниса, было сконструировано специальное кресло, позволявшее держать больную ногу в горизонтальном положении. В этом кресле он вернулся к тренировкам буквально сразу же после операции, отдавая им по несколько часов в день. Уже в октябре в Вене ему удалось дойти до полуфинала, победив в том числе Андерса Яррида. Интересно, что в силу особенностей начисления рейтинговых очков Мустер уже после травмы в начале апреля впервые в карьере вошёл в первую десятку рейтинга, а к маю, не выступая уже больше месяца, поднялся до шестого места.
Начиная с января 1990 года Мустер уже выступал в прежнюю силу. В Аделаиде (Австралия) он выиграл свой первый турнир за год. Потом последовали победа в Касабланке, финал в Монте-Карло на турнире высшей категории новообразованного АТР-тура, и победа на Открытом чемпионате Италии, также относившемся к этой категории. В полуфинале турнира в Риме он победил седьмую ракетку мира Андреса Гомеса. На Открытом чемпионате Франции Мустер, уже вернувшийся в десятку сильнейших, дошёл до полуфинала, где на сей раз уступил Гомесу, а на Открытом чемпионате США — до четвёртого круга, где его остановил Пит Сампрас. В конце года Мустер принял участие в обоих итоговых турнирах года, по версии ATP и по версии ITF, но в обоих его вывели из борьбы уже на ранних этапах. В Кубке Дэвиса он выиграл для сборной все шесть своих матчей в одиночном разряде, в том числе в первом круге у Серхи Бругеры и Эмилио Санчеса, а в полуфинале, который австрийцы проиграли американцам со счётом 3-2, у Майкла Чанга и Андре Агасси.
1991 год Мустер начал неудачно, проиграв уже в первых своих матчах в шести турнирах подряд. С седьмого места в рейтинге он опустился до 64-го, а после поражения в первом круге на Ролан Гаррос выбыл из первой сотни. Сразу после этого, однако, он выиграл турнир во Флоренции и дошёл до полуфинала в Генуе. В сентябре в Женеве он завоевал свой второй титул за сезон и закончил год в числе 50 сильнейших. В 1992 году, после ряда невыразительных выступлений, он победил на турнире в Монте-Карло, взяв верх в том числе и над Ги Форже, седьмым в мире на тот момент. Позже он второй год подряд победил во Флоренции, а в Штутгарте обыграл в третьем круге восьмую ракетку мира Михаэля Штиха, но в полуфинале уступил Андрею Медведеву, занимавшему в рейтинге только сотое место. До конца года он довёл список своих титулов до трёх, выиграв турнир в Умаге. На грунтовых кортах Барселоны Мустер также принял участие в единственной в карьере, не считая показательного турнира в Лос-Анджелесе, Олимпиаде, но, будучи посеян под десятым номером, в первом же круге уступил Анри Леконту.
За 1993 год Томас Мустер сыграл в финале девяти турниров и выиграл семь из них. Самыми удачными для него оказались выступления в Италии, где он победил во Флоренции, Генуе, Палермо и Сан-Марино. Помимо этого, он вышел в полуфинал крупных турниров в Монте-Карло и Барселоне и в четвертьфинал Открытого чемпионата США, где проиграл Александру Волкову; это достижение обеспечило ему участие в конце года в Кубке Большого шлема, где его сразу же вывел из борьбы Сампрас. В итоге Мустер закончил второй в карьере сезон в ранге игрока первой десятки.
1994 год Мустер начал с выхода в четвертьфинал Открытого чемпионата Австралии, где проиграл Эдбергу, на тот момент четвёртому в мире. После трёхлетнего перерыва он принял участие в играх Кубка Дэвиса, выиграв обе свои одиночные встречи в матче со сборной Германии, в том числе и у Михаэля Штиха, но австрийцы проиграли матч с общим счётом 3-2. Ближе к концу сезона он вышел в четвертьфинал на Открытом чемпионате США, победив по пути Серхи Бругеру, третью ракетку мира, но проиграв в итоге Андре Агасси, а потом помог сборной отстоять место в Мировой группе Кубка Дэвиса двумя победами против уругвайцев. Сезон, за который он выиграл три турнира, он завершил третьим в карьере выступлением в Кубке Большого шлема, но опять не прошёл дальше первого круга, где на его пути на этот раз встал Агасси.
1995 год стал рекордным в карьере Мустера. За год он выиграл 12 турниров, в том числе Открытый чемпионат Франции и турниры высшей категории в Монте-Карло, Риме и Эссене, и ещё дважды сыграл в финале. Он выиграл сорок матчей подряд на грунтовых кортах, начиная с турнира в Мехико в феврале, и заканчивая Санкт-Пёльтеном (Австрия) во второй половине июня. Это была самая длинная серия побед на грунтовом покрытии с 1979 года, когда Бьорн Борг завершил свою трёхлетнюю серию из 44 побед; в настоящий момент это четвёртая в истории по продолжительности серия побед на грунтовых кортах после серий Рафаэля Надаля (81), Гильермо Виласа (53) и Борга. За полгода Мустер выиграл семь подряд грунтовых турниров. Всего за год он выиграл 65 матчей на грунте, проиграв только два. В целом за сезон он 11 раз побеждал соперников из первой десятки рейтинга, причём в Риме он одержал три таких победы подряд, а на Ролан Гаррос, в Монте-Карло и в Эссене по две. В конце года он снова принял участие в обоих итоговых турнирах, но, как обычно, на ковровом покрытии не блеснул и вылетел на ранних этапах.
1996 год Мустер начал с полуфинала в Дохе и четвёртого круга на Открытом чемпионате Австралии и к середине февраля поднялся наконец на первую строчку в рейтинге АТР. Вскоре потеряв первое место, он ещё раз вернулся на него после четвёртой подряд победы в Мехико, но к началу апреля снова уступил его Питу Сампрасу. В целом год сложился для него успешно, хотя и не так, как предыдущий: за сезон он победил в семи турнирах, в том числе в третий раз (и во второй раз подряд) в Монте-Карло и Риме, и дошёл до четвертьфинала на Открытом чемпионате США. В Чемпионате мира АТР он снова не сумел преодолеть групповой этап, выиграв только один матч у другого специалиста по грунтовым кортам Майкла Чанга. По итогам сезона он в четвёртый раз в карьере занял место в первой десятке рейтинга.
1997 год стал последним сезоном, в котором Мустер добивался значительных успехов. Австрийский теннисист во второй раз в карьере дошёл до полуфинала Открытого чемпионата Австралии (в четвертьфинале победив четвёртую ракетку мира Горана Иванишевича, а затем проиграв Сампрасу) и выиграл два турнира, в том числе в Ки-Бискейне - первый и последний в карьере турнир высшей категории на твёрдом покрытии. В августе он дошёл до финала ещё одного такого турнира в Цинциннати, а в конце сезона принял участие в третьем подряд чемпионате мира АТР, как обычно, вылетев в первом же круге. Он также в последний раз в карьере участвовал в матчах Кубка Дэвиса, принеся австрийцам одно очко против хорватов и два против Зимбабве (оба матча сборная Австрии в итоге проиграла). Этот сезон стал пятым в карьере Мустера и третьим подряд, который он закончил в десятке сильнейших; у коллег по первой десятке он выиграл за год три матча.
Первая половина 1998 года сложилась для Мустера умеренно удачно. Хотя он выбыл уже в первом круге Открытого чемпионата Австралии и не добился победы ни в одном турнире, он дошёл до финала в Оэйраше, полуфинала турнира высшей категории в Индиан-Уэллз, где победил первую ракетку мира Сампраса, и четвертьфинала на Ролан Гаррос. Помимо Сампраса, он победил ещё двоих представителей первой десятки, Евгения Кафельникова и Юнаса Бьоркмана. Во второй половине года его успехи были уже скромнее, и лучшим результатом стал полуфинал турнира на Майорке, но место в Top-50 ему удалось сохранить до конца сезона.
В начале 1999 года Мустер ещё дошёл до полуфинала в Сиднее, но в дальнейшем проиграл в первом или во втором круге в десяти турнирах подряд. После Открытого чемпионата Франции, который он начал на 47 месте в рейтинге и из которого вылетел в первом же круге после поражения от Николаса Лапентти, Мустер надолго зачехлил ракетку, хотя официально об уходе не заявлял.
В июне 2010 года, после одиннадцатилетнего перерыва, 42-летний Мустер неожиданно снова вышел на корт, приняв предложение организаторов «челленджера» в Брауншвейге. С июня по октябрь он участвовал в шести «челленджерах», а также в турнире АТР в Вене, куда получил персональный допуск, но сумел выиграть только два матча за два года.
Oфициально принял решение завершить карьеру в октябре 2011 года после поражения в первом круге турнира в Вене от 18-летнего соотечественника Доминика Тима со счётом 2:6, 3:6.
Сайт АТР называет Томаса Мустера, носившего прозвище «Мустерминатор», одним из самых атлетичных и выносливых теннисистов в истории тура. На протяжении карьеры Мустер отдавал предпочтение грунтовым кортам, что хорошо видно как из его общей статистики (40 из его 44 титулов завоёваны на грунте), так и из результатов встреч с другими ведущими теннисистами, которых он чаще побеждал на грунте, проигрывая на других покрытиях.