Tomasz Prószyński odbył studia doktoranckie w laboratorium Kaia Simonsa w Instytucie Maxa Plancka ds. Biologii Komórki i Genetyki w Dreźnie (Niemcy). Jego badania koncentrowały się na wewnątrzkomórkowym sortowaniu białek oraz mechanizmach polarności komórkowej, wykorzystując drożdże jako model badawczy. Po uzyskaniu stopnia doktora Tomasz Prószyński postanowił wykorzystać swoją wiedzę z zakresu biologii komórki w bardziej złożonym systemie i dołączył do laboratorium Joshuy Sanesa na Uniwersytecie Harvarda (USA), gdzie badał, w jaki sposób komórki mięśniowe organizują aparat postsynaptyczny w złączu nerwowo-mięśniowym (NMJ). Jego badania były prowadzone głównie na hodowlach komórek mięśniowych stymulowanych do tworzenia aparatu postsynaptycznego.

W 2013 roku Tomasz Prószyński założył własne laboratorium w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. Nenckiego, gdzie prowadził projekty mające na celu zrozumienie molekularnych mechanizmów regulujących powstawanie i utrzymanie NMJ z wykorzystaniem myszy jako modelu badawczego. Równolegle Tomasz Prószyński wraz ze swoim zespołem realizował projekty dotyczące formowania synaps w mózgu oraz organizacji sieci neuronalnych. Od 2020 roku Tomasz Prószyński kieruje Laboratorium Synaptogenezy w Łukasiewicz – PORT.