In Hamm geboren, absolvierte Prof. Dr. Thorsten Köhler sein Studium zum Diplom-Physiker an der Universität Göttingen. Im Anschluss war er dort als wissenschaftlicher Mitarbeiter und gleichzeitig am Max-Planck-Institut für Strömungsforschung als Doktorand tätig. Nach erfolgreicher Promotion verbrachte Prof. Dr. Thorsten Köhler als Alexander-von-Humboldt-Stipendiat zwei Jahre an der University of Oxford, wo er im Anschluss als wissenschaftlicher Mitarbeiter verblieb, bevor er als Guest-Researcher an das National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, Maryland, USA wechselte. Danach folgte eine erneute Tätigkeit als Royal Society University Research Fellow an der University of Oxford.

Bevor Prof. Dr. Thorsten Köhler im Januar 2011 die Professur "Mathematische Methoden in den Natur- und Ingenieurwissenschaften" an der Hochschule Hamm-Lippstadt übernahm, war er Lecturer und Royal Society University Research Fellow am University College in London. Während seiner gesamten Zeit als Wissenschaftler an Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Deutschland, Großbritannien und den USA war er in wissenschaftliche Projekte eingebunden. Prof. Dr. Thorsten Köhler ist regelmäßiger Gastredner auf internationalen Kongressen.