Репертуар американского тенора Томаса Кули простирается от редко звучащих сочинений эпохи барокко до произведений современных композиторов. Среди его партнеров по сцене – Симфонический оркестр Баварского радио, оркестр лейпцигского Гевандхауса, Филармонический оркестр Копенгагена, оркестры многих городов США, Канады, Японии. Певец участвовал в исполнении Реквиема Моцарта, «Торжественной мессы» и Девятой симфонии Бетховена, «Времён года» Гайдна, Реквиема, оратории «Детство Христа» и вокального цикла «Летние ночи» Берлиоза, Второй симфонии и оратории «Илия» Мендельсона, «Венгерского псалма» Кодая, Te Deum Брукнера, «Военного реквиема» и Серенады Бриттена, «Свадебки» Стравинского, оратории «Сон Геронтия» Элгара, «Песни о земле» Малера, Credo Пендерецкого, «Deus Passus» В. Рима и многих других кантатно-ораториальных сочинений.
Особой известностью Томас Кули пользуется в сфере барочной музыки, часто выступает в ораториях Генделя и в «Страстях» Баха. Постоянно сотрудничает с главными американским ансамблями, специализирующимися на историческом исполнительстве, в том числе с Барочным оркестром «Филармония», оркестром Общества Генделя и Гайдна, «Музыкой барокко», Баховским хором Бетлехема, оркестром Boston Baroque, а также с Берлинской Академией старинной музыки, оркестром Les Violons du Roy (Канада) и Мюнхенским Баховским хором. Выступает на фестивалях имени Баха в Орегоне и Кармеле.
Томас Кули сотрудничал со знаменитыми дирижёрами, среди которых Гельмут Риллинг, Дональд Ранниклс, Осмо Вянскя, Эйдзи Оуэ, Майкл Тилсон Томас, Вольфганг Заваллиш, Николас Макгиган, Роберт Спано, Дэвид Робертсон, Маркус Штенц, Карло Рицци, Франц Вельзер-Мёст, Манфред Хонек, Бернар Лабади.
В оперном репертуаре певца преобладает музыка Моцарта, Генделя и Бриттена. Томас Кули – постоянный участник фестиваля Mostly Mozart в нью-йоркском Линкольн-центре. В течение нескольких лет являлся солистом Государственного театра на Гертнерплац в Мюнхене, где исполнил многие знаменитые партии для тенора в моцартовских операх, включая Тамино в «Волшебной флейте», Бельмонта в «Похищении из сераля», Феррандо в «Так поступают все», а также заглавную партию в опере «Идоменей». Также в Мюнхене он с успехом выступал в операх «Севильский цирюльник» Россини, «Тамерлан» и «Ацис и Галатея» Генделя, «Поворот винта» Бриттена, «Кандид» Бернстайна и «Le vin herbè» («Тристан и Изольда») Ф. Мартена.
Среди выступлений артиста последних лет – Месса си минор Баха с Симфоническим оркестром Балтимора и его же «Лютеранские мессы» с оркестром Les Violons du Roy, оратория «Веселый, задумчивый и умеренный» Генделя с Танцевальной группой Марка Морриса, оратория «Иисус» с Барочным оркестром «Филармония» и «Мессия» с оркестрами Миннесоты, Хьюстона, Вашингтона, Орегона, оркестром Boston Baroque и Мюнхенским баховским хором, вокальный цикл «Озарения» Бриттена с Симфоническим хором Индианаполиса (Карнеги-холл). Как артист-в-резиденции чикагского ансамбля «Музыка барокко», спел заглавную партию в оратории Генделя «Иуда Маккавей», участвовал в исполнении «Вечерни Пресвятой Девы» Монтеверди, оды «Пир Александра» Генделя, оратории «Судный день» Телемана и кантат Баха. Кроме того, певец принял участие в мировой премьере и записи оратории «Creation/Creator» Кристофера Теофанидиса с Симфоническим оркестром Атланты.