Joe Thornton je stredný útočník. Je 193 cm vysoký a váži 106 kg (údaj z roku 2007). Od sezóny 2005-06 hráva za San José Sharks v americkej NHL kam bol vymenený z Bostonu, kde dovtedy pôsobil ako kapitán, za útočníkov Marca Sturma, Wayna Primeau a za obrancu Brada Stuarta. Hneď prvá sezóna bola úspešná, podarilo sa mu získať Art Ross Trophy za hráča s najvyšším počtom kanadských bodov v základnej časti. V sezóne 2004-05 (počas lockoutu v NHL) hral za Davos v švajčiarskej hokejovej lige.
Reprezentoval Kanadu s číslom 97 na majstrovstvách sveta v roku 2005. Menej než 5 minút pred koncom zápasu rozhodol o vyradení Slovenska vo štvrťfinále, keď strelil do Lašákovej siete rozhodujúci piaty gól a upravil stav zápasu na konečných 5:4 pre Kanadu. Hral aj na Zimných olympijských hrách v roku 2006, v roku 2010 vyhral olympijské zlato.