توماس بارثولين (باللاتينية: Thomas Bartholinus؛ 20 أكتوبر 1616 - 4 ديسمبر 1680) كان طبيبًا وعالم رياضيات ولاهوتيًا دنماركيًا. اكتشف الجهاز اللمفاوي عند الإنسان وطور نظرية التخدير بالتبريد، وهو أول من وصفه علميًا.
ينحدر توماس بارثولين من عائلة اشتهرت بعلمائها الرواد، الذين أصبح اثنا عشر منهم أساتذة في جامعة كوبنهاغن. قدمت ثلاثة أجيال من عائلة بارثولين مساهمات كبيرة في العلوم التشريحية والطب في القرنين السابع عشر والثامن عشر: والد توماس بارثولين، كاسبار بارثولين الأكبر (1585–1629)، وشقيقه راسموس بارثولين (1625–1698)، وابنه كاسبار بارثولين الأصغر (1655–1738). أصبح ابن توماس بارثولين توماس بارثولين الأصغر (1659–1690) أستاذًا للتاريخ في جامعة كوبنهاغن، وعين فيما بعد كخبير أثري ملكي وسكرتيرًا للأرشيف الملكي.