Die Thomaskirche ist eine fünfschiffige Hallenkirche, das älteste Bauwerk dieser Art auf damals südwestdeutschem Gebiet. Die Innenlänge beträgt etwa 65 Meter, die Innenhöhe etwa 22 Meter (etwa 30 Meter unter der spätgotischen Vierungskuppel), die Innenbreite etwa 30 Meter.

An der Seite des linken äußeren Seitenschiffs sind Emporen angebracht. Rechts und links von der Chorapsis befinden sich abgetrennte, spätgotische Kapellen.

Die Chorfenster werden 1985 erneuert unter Ausnutzen der Symbolik des Lichts wurden neue Fenster von Gérard Lardeur installiert. Sie betonen das imposante Mausoleum von Marshal Saxe. In der Apsis das Grabmal des Moritz von Sachsen: Der Marschall schreitet die Treppe zum Sarg hinab, den der Tod öffnet. Frankreich versucht ihn zurückzuhalten. Herkules trauert. Die Wappentiere links verkörpern die besiegten Reiche Österreich (Adler), Holland (Löwe) und England (Leopard).

Taufbecken. Bilder oben rechts: Chororgel von Dalstein-Haerpfer nach Plänen von Albert Schweitzer, 1905.

Bild oben links: Eine spätgotische Darstellung des heiligen Michaels im rechten Kirchenschiff gehört nach jener des heiligen Christophorus in Wissembourg zu den größten ihrer Art in Frankreich. Video oben: ein visueller Rundgang durch Église Saint-Thomas.

Die Kanzel der Reformierten Kirchen ist schlicht gehalten, auf lutherischen finden sich oft Szenen aus der Bibel oder Porträts der Evangelisten.

Originalpult der Silbermann-Orgel (1740). Mozart spielte es im Jahre 1778. Auf diesem Instrument gründete Albert Schweitzer 1909 die Tradition der Gedenkkonzerte am 28. Juli, dem Todestag von J. S. Bach. Die Konsole konnte zur Zeit der großen Restaurierung der 1979 fertiggestellten Orgel nicht wiederverwendet werden. Sie wurde 1980 aus den erhaltenen Elementen rekonstruiert (allgemeines Gebäude - dunkle Teile -, Keyboards, Pedal, Zugstangen, etc.). Sie ist jetzt am Fuß der Treppe, die zu der Plattform führt.

Von den großen Langhausfenstern ist nur noch der obere Teil zu sehen, der auf aufwändige Weise architektonische und pflanzliche Motive darstellt. Bild oben mitte: Von den mittelalterlichen Bleiglasfenstern ist nur die mehrfach restaurierte Fensterrose der Fassade in all ihren Feldern erhalten.

Bild oben links: Grabmal der Mathematiker und Physiker Jean-Louis-Alexandre Herrenschneider (1760-1843). Bild oben mitte: Grab von Jean-Frédéric Bruch in St. Thomas von Straßburg. Büste von Philip Grass. Bild oben rechts: Grabmal von Christopher William Koch, für Landolin Ohmacht (1813)

In der Kirche befinden sich etliche Grabdenkmäler aus der Zeit von 1130 bis 1850, darunter zwei Werke von Landolin Ohmacht. Bild oben links: Grabsteine und Tympanon, die die Zweifel von St. Thomas. Grabstein Augustus Harteckius Comes (1665). Links neben der Tür; Grabstein Augustus Harteckius Comes (1665). rechts daneben; Grabstein von Oberst Friedrich von Louis Kanofski Langendorf (gestorben 1645). Bild oben mitte: Am berühmtesten sind der reich verzierte romanische Sarkophag (1130) des Bischofs Adeloch. Bild oben rechts: Cenotaph Rechtsanwalt und Linguist Johann Georg Scherzius.

Bild oben mitte: Die drei Kronleuchtern im Hauptschiff, aus Messing in der ersten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts erbaut. Bild oben rechts: Johannes der Lüge Rinstette (John Reichtett), 1418.

Bilder oben: Meybaum Uhr (Jean-Philippe Meybaum, Vater und Sohn, Uhrmacher in Straßburg).

Historisch und musikalisch geht der Ruf der Kirche dank ihrer Orgeln weit über die Grenzen hinaus. Sein Hauptwerk, ein Werk von Johann Andreas Silberman aus dem Jahr 1741, wird von Wolfgang Amadeus Mozart bei seinem Besuch in Straßburg im Jahr 1778 für die Schönheit seines Klanges gelobt. Die Orgel wird von Wetzel 1836, Dalstein-Haerpfer 1908, Schwenkedel 1927 und 1943 und Muhleisen 1955 restauriert und umgebaut.