Thomas J.R. Hughes gilt als führender Wissenschaftler in Computational Mechanics (rechnergestützter numerischer Mechanik), speziell der Verbindung von Finiten Elementen und CAD (Isogeometric Analysis), in der Elastizitäts- und Plastizitätstheorie , in der Hydrodynamik und in der Medizin. So entwickelte er speziell auf einzelne Patienten zugeschnittene Modellierungsmethoden für den Fluss in Blutgefäßsysteme aus Computer-Tomographie-Daten.
Hughes studierte technische Mechanik am Pratt Institute und Mathematik an der University of Berkely. Er arbeitete danach als Ingenieur bei Grumman Aerospace und bei General Dynamics. Anschließend ging er zurück an die Universität Berkeley, später ans Caltech und an die Stanford University, wo er Vorstand der Fakultät für Technische Mechanik (Mechanical Engineering) war. Hughes ist aktuell (2021) Professor für Flugzeugbau und Technische Mechanik an der University of Texas/Austin. Hughes wurde vielfach ausgezeichnet und ist Gründer der International Association for Computational Mechanics.