Julius Thomsen var en dansk kjemiker som levde hele livet i København. Han studerte ved Den polytekniske læreranstalt og tok sin avsluttende eksamen i 1843. Da professoren i kjemi ved universitetet i Christiania, Julius Thaulow, døde i 1850 anbefalte H. C. Ørsted ham til professoratet, men professorene i Christiania syntes han var for ung.
Thomsen utviklet en prosess i 1852 for fremstilling av soda (Na2CO3) fra kryolitt (Na3AlF6) funnet på Grønland. Prosessen ble raskt utkonkurrert av Solvayprosessen hvor soda blir fremstilt fra salt, ammoniakk og karbondioksid.
Thomsen ble tidlig interessert i termokjemi og målte varmetoningen ved mange kjemiske reaksjoner, Han, som M. Berthelot, trodde at enhver spontan prosess var en eksoterm prosess. Det viste seg å ikke være riktig.
Thomsen var også interessert i grunnstoffenes periodesystem slik det ble utviklet på slutten av 1800-tallet fra Mendeleev publiserte det første utkastet i 1879. Han antydet at edelgassene eksisterte før de ble funnet.
Thomsen ble professor i kjemi ved Københavns universitet 1866–1901 og direktør ved Polyteknisk Læreanstalt 1883–1902. Han skrev en rekke vitenskapelige artikler og flere bøker. En populær bok om kjemiens viktigste resultater kom i flere opplag.