早年经历
高中时期
克莱·汤普森毕业于洛杉矶的圣玛格丽塔天主教高中。
高三时，汤普森入选了区最佳阵容第二队以及橘子郡最佳阵容第三队；高四时，汤普森场均得到21分，带领圣玛格丽塔天主教高中以30胜5负的战绩进入到了州三级联盟冠军赛。在州冠军赛决赛上，汤普森投中7个三分球，刷新了这项赛事的纪录，当选州三级联赛年度最佳球员，入选西部地区最佳阵容第一队和EA体育全美最佳阵容第二队。
大学时期
2008年，克莱·汤普森进入华盛顿州立大学。
2008-09（大一）赛季，克莱·汤普森以首发身份打满了33场比赛，场均得到12.5分，三分球命中率和罚球命中率均位居全队之首，入选大十区年度最佳新秀阵容。
2009-10（大二）赛季，克莱·汤普森场均得到19.6分，名列大十区第二位，成为校队历史上个人总得分达到1000分的第三快球员，入选大十区年度最佳阵容一队，并获得约翰·伍登奖季中提名。在大阿拉斯加挑战赛中，汤普森轰下创纪录的43分并当选为最杰出球员——单场43分也是华盛顿州大队史单场第三高纪录。
2010-11（大三）赛季，克莱·汤普森场均得到21.6分成为大十区首席得分手，赛季733分的总得分创队史纪录，在队史总得分榜单上排名第三，再次入选大十区最佳阵容一队，成为队史第三位两度入选分区第一阵容的球员，此外，汤普森还是队史首个单赛季三次赢得周最佳的球员。2011年大十区锦标赛，汤普森投中8个三分轰下43分创锦标赛纪录。
国家队经历
2009年，克莱·汤普森代表美国国家队出战FIBA U19组的比赛，获U19世青赛冠军。
2014年7月14日，美国男篮国家队在官方推特上公布了7月底在拉斯维加斯的19人迷你训练营名单，克莱·汤普森入选。
2014年8月23日，克莱·汤普森入选美国男篮参加世界杯的12人大名单。
2014年9月15日，美国男篮以129-92击败塞尔维亚，夺得了首届男篮世界杯的冠军，克莱·汤普森在本届世界杯场均出场23.2分钟，贡献12.7分、1.3个篮板和2.1次助攻。
2016年6月27日，美国男篮官方正式公布了2016年里约奥运会美国男篮12人大名单，克莱·汤普森入选。
技术分析
进攻：
投射是克莱·汤普森最大的价值，但汤普森进攻技术较为单一，缺少斯蒂芬·库里那样娴熟的控球，比赛中几乎看不到汤普森像库里那样，运球-急停-投篮一气呵成。汤普森无法扮演持球人角色，他更像接球投篮机器，在所有射手中受助攻率仅低于老鹰的凯尔·科沃尔。汤普森很少到禁区去，因为自主进攻技术不够好，很难获得罚球，缺少突破和造犯规影响了汤普森发挥的稳定性，也拉低了汤普森的真实命中率。
防守：
克莱·汤普森能防3个位置，由于库里进攻任务太重，且身体单薄，汤普森经常被安排防守控卫，从而也解放了库里的进攻。汤普森的防守短板是运动能力不足，但他十分顽强。
场外生活
克莱·汤普森的父亲是前湖人球星、1978年NBA状元秀米切尔·汤普森，职业生涯赢得过2次NBA总冠军，曾在湖人担任现场解说一职；汤普森的母亲曾是大学排球运动员。米切尔·汤普森共有三个儿子，克莱·汤普森排名老二，老大麦查尔也是一名篮球运动员，曾短暂效力于克利夫兰骑士队，老三特雷西打棒球，曾在2009年被MLB的芝加哥白袜队选中。
由于父亲的缘故，克莱·汤普森从小就能得到很多名宿的悉心指导，这其中就包括“滑翔机”克莱德·德雷克斯勒，“小飞侠”科比·布莱恩特，其中“怒吼天尊”拉希德·华莱士还陪他玩过游戏机。
尽管汤普森一副乖乖仔的形象，但是2011年汤普森却曾有持有大麻被禁赛的污点，这也一度影响到了他赛场上的形象。
2017年1月13日，克莱·汤普森的母校圣玛格丽塔天主教高中退役了他的高中球衣。
人物评价
克莱·汤普森是顶级的三分射手，需要优化投篮选择；自主进攻平平，很少传球，能在低位背打对手；防守端兼具臂展和移动，能够盯防控卫。（新浪体育评）
为儿子感到骄傲，克莱很好地让自己展现出了职业球员的风范，表现出非常绅士的一面。（克莱·汤普森的父亲米切尔·汤普森评）
克莱·汤普森100%配得上进全明星。（勇士队友斯蒂芬·库里评）
克莱·汤普森和骑士球员勒布朗·詹姆斯是现役联盟最出色的两名全能型球员。（NBA名宿魔术师约翰逊评）
