Tommaso Lombardi obtient en 1982 un doctorat en médecine à l’Université de Rome et intègre l’Institut d'histologie et d'embryologie de la Faculté de médecine de l’UNIGE. Il se forme en médecine dentaire à l’UNIGE, et obtient un doctorat en 1991. Il effectue ensuite un séjour post-doctoral de deux ans à l’Université de Londres, où il poursuit sa formation en médecine et pathologie orale. De retour à Genève, il est nommé maître d’enseignement et de recherche en 1994 et responsable du Laboratoire d’histopathologie buccale et maxillo-faciale de la Division de stomatologie et chirurgie orale. Nommé privat-docent de la Faculté de médecine et médecin-adjoint agrégé aux HUG en 2000, il prend la responsabilité de l’Unité de médecine et pathologie orale et maxillo-faciale et du laboratoire de pathologie orale au sein du Service de chirurgie maxillo-faciale et chirurgie buccale. Ses recherches portent sur les affections dermatologiques, les lésions précancéreuses et les cancers de la muqueuse buccale, ainsi que les lésions odontogéniques.

Nommé en 2012 professeur associé à la Section de médecine dentaire, devenue depuis la Clinique universitaire de médecine dentaire, il prend sa retraite en septembre 2022.