1862年，汤姆森开始了亚洲之行，在马六甲海峡、印度、柬埔寨、泰国和中国等地拍摄照片。在中国期间，曾由三个香港人协助他的工作。1866年曾返回英国，展出了他在亚洲拍摄的摄影作品。

1869年汤姆森再次来中国，在香港皇后大道开设了一间摄影室，拍摄人像和出售香港风景照片。随后，他深入中国内地和台湾，行程五千多英里与中国社会进行了广泛的接触。当时他使用的是湿版法，需要携带大批器材，因此雇用了八个背负笨重照相器材的“苦役”。从香港启程，经过广州、台湾、汕头、厦门、福州、上海、宁波、南京等地，然后沿长江溯流而上，直到贵州。以后又北上，到达天津和北京，游览了南口和长城等名胜古迹。