艾玛·托马斯早年在电影制作公司Working Titles实习,期间不时在电影中扮演小角色。实习期结束之后,艾玛·托马斯一度有意成为一名接待员,但主要是填补公司的空缺职位,期间学到不少的电影制作知识。
2001年,与诺兰共同成立制片公司Syncopy,专门制作规模较大的电影,但有意保持其公司的较小的规模。2005年,作为制片人参与科幻犯罪类电影《
蝙蝠侠:侠影之谜》的拍摄,并首次在电影中使用Imax DMR处理技术。2008年,其制作的电影《
蝙蝠侠:黑暗骑士》在全球票房收入超过十亿美元。2009年,与制片人
查尔斯·罗文,以及其诺兰共同获得第35届年度人民选择奖。
2010年,参与动作科幻片《
盗梦空间》的拍摄,而该片也在次年被提名为第83届美国电影学院奖的“最佳影片”。2012年,继续参与“蝙蝠侠系列三部曲”的最终章电影《
蝙蝠侠:黑暗骑士崛起》的拍摄。2013年6月,与
查尔斯·罗文等人共同合作,参与华纳兄弟影片公司的动作科幻片《
超人:钢铁之躯》的制片工作。2014年底,联合制作基于“黑洞理论”改编的科幻电影《
星际穿越》。2015年,与诺兰因故一度退出DC系列科幻片《
蝙蝠侠大战超人:正义黎明》的制片工作。2017年8月,参与军事历史题材电影《
敦刻尔克》的制片工作,而该片于该年的9月在中国内地上映。
2020年9月,其制作的动作科幻类电影《
信条》在中国内地上映,而该片也通过实拍呈现的“时空逆转”。2023年4月,因在影院体验方面的贡献,与诺兰共同获得由美国剧院业主协会颁发的“行业精神奖”;同年暑假,其制作的人物传记电影《
奥本海默》上映,并把流媒体播放期定于该年11月。
2023年10月,艾玛·托马斯与丈夫克里斯托弗·诺兰,以及
普利策奖得主凯·伯德在纽约市立大学研究生中心对话会,探讨人物传记如何转变为电影剧本。
艾玛·托马斯从大学起就一直为克里斯托弗·诺兰的电影提供所需要的帮助,通过为其“提供便利”,从而让她自己接触到现代电影最重要的职业。在诺兰制作大量逻辑复杂的电影的背后,艾玛·托马斯除了要照顾家庭,还要为诺兰的每一部电影提供力所能及的协助。在男性所主导的片场中,艾玛·托马斯作为制片人,也是诺兰的经纪人,要协调各部门的工作,认真对待每一部电影的制作,但如好莱坞的大多数女性一样,更加关注性别平等问题,致力于让每一个人都得到相应的工作。(美国周刊《
名利场》评)