Thomas Pawellek interessierte sich schon seit Kindesalter für Geologie. Das Interesse blieb auch während der gesamten Schulzeit geweckt und führte schließlich zum Geologie- und Paläontologie-Studium an der LMU in München. Die abschließende Diplomarbeit fand über den Oberjura des Keltiberikums statt. Anschließend promovierte er über den Oberjura der Schwäbischen Alb. Danach führte ihn sein Weg in die Wirtschaft.
Mittlerweile ist er seit fast 25 Jahren als Explorationsgeologe, Senior Expert Geologie und Exploration Advisor im In- und Ausland tätig. Der Hauptschwerpunkt seiner Arbeit lag dabei auf Nordafrika, dem Schwarzen und Kaspischen Meer, Nordeuropa und Südostasien. Der Kontakt zu den Universitäten riss aber nie ganz ab. Neben seiner hauptberuflichen Tätigkeit hatte er Lehraufträge und Forschungsprojekte mit Universitäten und Forschungsinstituten. Neben Ausflügen in die Vulkanologie und Paläontologie galt hier seinem Hauptinteresse der (Karbonat-)Sedimentologie.
Zusätzlich entwickelte sich in den letzten Jahren eine enge Zusammenarbeit mit dem Geopark GrenzWelten. Zudem publizierte er zahlreiche wissenschaftliche und geotouristische Artikel. 2002 wurde ihm der Walter-Schall-Preis der Gesellschaft für Naturkunde in Württemberg verliehen.
