Docteur en histoire de l'art, Thomas Golsenne a écrit sa thèse sur Carlo Crivelli et l’ornementalité au Quattrocento. Il est ancien pensionnaire de l'Académie de France à Rome, ancien professeur aux Beaux-Arts de Paris et à la Villa Arson à Nice où il a dirigé l’Unité de Recherche « Bricologie ». Il est maître de conférences en histoire de l’art moderne et culture visuelle à l’Université de Lille 3.
Ses publications portent sur l'ornementalité à la Renaissance ou dans l'art contemporain, l’anthropologie des images, la technique dans l’art contemporain. Il a notamment co-publié une traduction en français du De Pictura de Leon Battista Alberti (Seuil, 2004), co-dirigé Adam et l’astragale. Essais d’anthropologie et d’histoire sur les limites de l’humain (Éd. de la MSH, 2009) et La performance des images (Éd. de l'Université de Bruxelles, 2010). Il a dernièrement publié Pascal Pinaud. Serial Painter (Mamco, 2014) et Carlo Crivelli et le matérialisme mystique du Quattrocento (Presses universitaires de Rennes, 2017). Il a organisé l’exposition Bricologie. La souris et le perroquet (avec Burkard Blümlein et Sarah Tritz) sur les techniques des artistes contemporains (Centre National d’Art Contemporain de la Villa Arson, février-août 2015).