Tomass Zēbeks ir dzimis 1770. gada 9. aprīlī bagāta Tallinas tirgotāja ģimenē. Pēc vietējās skolas beigšanas tēvs viņu nosūtīja studēt medicīnu uz Berlīnes un Getingenes universitātēm. Pēc ārsta eksāmenu nokārtošanas Zēbeks palika strādāt kā praktizējošs ārsts Getingenē, tomēr nolēma papildus studēt dabaszinātnes Jēnas, Baireitas un Nirnbergas universitātēs. 1795. gadā viņš apprecējās ar Prūsijas galma padomnieka meitu Juliānu Amāliju Ulriki Boiē (Boyé) un līdz 1812. gadam kā ārsts un privātzinātnieks pārsvarā dzīvoja Baireitā, kur Gētes iespaidā nodarbojās ar krāsu teoriju.
1810. gadā viņš atklāja mitra sudraba oksīda spēju mainīt krāsu pie apstarošanas ar dažādas krāsas gaismu, kas uzskatāms par vienu no fotogrāfijas principiem. 1818. gadā viņš aprakstīja cukura šķīduma spēju mainīt gaismas polarizācijas plakni.
Pēc tam viņš pārcēlās uz Berlīni, kur pētīja dzelzs un tērauda magnētismu Berlīnes universitātes laboratorijā un bija Prūsijas zinātņu akadēmijas loceklis. 1821. gadā Zēbeks pirmais aprakstīja termoelektrisko efektu, kas plašāk pazīstams kā "Peltjē-Zēbeka efekts" (Peltier–Seebeck). 1823. gadā viņš publicēja savu galveno darbu par metālu un rūdu magnētisko polarizāciju pie dažādām temperatūrām - termoelektrisko spriegumu rindu.