Η Θωμαή Πολυχρόνη έχει φοιτήσει ατο τμήμα Βιολογίας του ΑΠΘ, ενώ τώρα παρακολουθεί το μεταπτυχιακό πρόγραμμα «Διαχείριση Βιοποικιλότητας και Βιολογικών Πόρων» του ίδιου Τμήματος. Οι επιστημονικές της δραστηριότητες επικεντρώνονται στη μελέτη ζωοπλαγκτικών οργανισμών και βενθικών βιοκοινοτήτων και την ανάλυση περιβαλλοντικών δεδομένων. Έχει αποκτήσει εμπειρία μέσω πρακτικής άσκησης στο Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών του ΕΛΚΕΘΕ, όπου ασχολήθηκε με την ανάλυση βιολογικών δειγμάτων και τη χρήση λογισμικών φωτογραφικής ανάλυσης. Η ερευνητική της δραστηριότητα περιλαμβάνει τη βράβευση της στο 43ο Επιστημονικό Συνέδριο της Ε.Ε.Β.Ε. για την εργασία της σχετικά με την ποικιλότητα ζωοπλαγκτού σε λίμνες μεγάλου υψομέτρου. Είναι ενεργό μέλος της ομάδας Biodiversity AUTh, συμμετέχοντας σε δράσεις ευαισθητοποίησης του κοινού για την προστασία της βιοποικιλότητας και την κλιματική αλλαγή, όπως η Βραδιά Ερευνητή και η διοργάνωση εκπαιδευτικών ημερίδων. Παράλληλα, μέσω της ομάδας συμβάλλει στην εκτέλεση ερευνητικών προγραμμάτων συνδιάζοντας την έρευνα πεδίου σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας με τις εργαστηριακές αναλύσεις, με στόχο την καταγραφή μορφολογικής, γενετικής βιοποικιλότητας και την κάλυψη ερευνητικών κενών.