Fue el tercer hijo de Edmund Royds y Mary Butterworth. Su padre era hilandero de algodón y su madre, tejedora. Su hermano mayor, Robert Royds, fue ingeniero y escribió libros sobre medición de temperatura y diseño de locomotoras de vapor.

Residió en el Owen's College de la Universidad de Mánchester durante tres años, estudiando en la Escuela de Física, dirigida por Arthur Schuster . En 1906 se licenció en Ciencias y permaneció en Manchester para investigar en espectroscopia, en particular sobre la constitución de la chispa eléctrica. De 1907 a 1909 colaboró con Ernest Rutherford en el espectro del radón y en la identificación de la partícula alfa con el núcleo del átomo de helio,^[3]​ en lo que se conoce como el Experimento Hermoso .^[4]​ ^[5]​ .

De 1909 a 1911 trabajó con el profesor Friedrich Paschen en la Universidad de Tübingen, en investigaciones espectroscópicas principalmente en el infrarrojo y después con el profesor Heinrich Rubens en Berlín. ^[6]​ .

En la Universidad de Manchester, en 1911, recibió su doctorado en Ciencias. Ese mismo año, fue nombrado subdirector del Observatorio de Física Solar Kodaikanal, en el sur de la India, donde trabajó en colaboración con el director, John Evershed . Ambos estudiaron el desplazamiento de las líneas en el espectro solar, destacando la importancia y la interpretación de los desplazamientos hacia el violeta. Entre 1913 y 1937, publicó 49 artículos en el Observatorio Kodaikanal. Uno de ellos demostraba la presencia de oxígeno en la cromosfera solar y apareció en la revista Nature Fue nombrado director de Kodaikanal cuando Evershed se jubiló en 1922. ^[6]​

En 1928, unas condiciones de observación excepcionales le permitieron fotografiar una prominencia más alta de lo habitual en la superficie del Sol. También fotografió la erupción solar de hidrógeno más brillante y de mayor magnitud hasta la fecha. Al año siguiente participó en la expedición a Siam (actual Tailandia ), para fotografiar un eclipse solar total. Sin embargo, las nubes impidieron casi todas las observaciones. En 1936, fue Director General de Observatorios en la India durante un año, incliyendo la responsabilidad del Departamento Meteorológico de la India . Más tarde ese mismo año, Royds y Stratton lideraron una expedición solar a Hokkaidō, Japón, principalmente para estudiar cómo las longitudes de onda en diferentes partes del disco solar se veían afectadas por la luz dispersada desde otras partes del disco. Su trabajo también confirmó la teoría de Einstein de que las longitudes de onda de las líneas del espectro solar se desviarían ligeramente de las mismas líneas en los laboratorios terrestres. Esta expedición fue un éxito rotundo. ^[6]​

Regresó a Inglaterra en 1937 y se jubiló dos años después. Al año siguiente, fue nombrado director del Observatorio de la Universidad de Estambul que estaba vacante por fallecimiento del titular alemán. Deseoso de aumentar la influencia británica allí, el British Council instó a Thomas Royds a aceptar el puesto. Tenía 58 ans en ese momento, y el viaje, en tiempos de guerra, fue largo y arduo. Debía viajar por África hasta El Cairo, y de allí en barco a Estambul. En el primer trimestre, impartió sus clases en francés, pero en el segundo lo hizo en turco ^[6]​ .

Cuando su contrato con la Universidad de Estambul finalizó en 1947, regresó a Gran Bretaña. donde falleció en 1955 ^[6]​ .

• Fue miembro de la Royal Astronomical Society