Tomáš Vlček působí na Katedře mezinárodních vztahů a evropských studií Fakulty sociálních studií Masarykovy univerzity. Je členem nezávislé výzkumné platformy Center for Energy Studies a akademického sdružení Czech Nuclear Education Network. V roce 2015 absolvoval prestižní profesionální program International Visitors Ledership Program Ministerstva zahraničí Spojených států amerických; téměř 15 let je iniciátorem a manažerem pravidelné mezinárodní letní školy energetické bezpečnosti. Během své dosavadní kariéry pracoval na více než 30 grantových výzkumných projektech pro TAČR, Ministerstvo zahraničních věcí ČR, Masarykovu univerzitu, Česko-polské fórum aj., sepsal či se podílel na desítkách odborných textů, vč. textů publikovaný v prestižních zahraničních časopisech a nakladatelstvích, přednesl řadu konferenčních příspěvků, věnoval se konzultační činnosti pro soukromý sektor a absolvoval množství výzkumných výjezdů do USA, Ruska a evropských zemí, především ve střední, východní a jihovýchodní Evropě. V roce 2019 se habilitoval v oboru politologie, tématem habilitační práce byla obchodní strategie ruské státní korporace Rosatom. Ve své odborné a vzdělávací činnosti se věnuje energetické bezpečnosti a politice České republiky, problematice jaderné energetiky, geopolitickým aspektům energetiky a energetické bezpečnosti v postkomunistické Evropě.