Thierry Cens a obtenu son doctorat en 1997 à l'Université de Montpellier, France, sous la direction du Dr. Pierre Charnet, travaillant sur les canaux calciques dépendant du voltage. Il a ensuite rejoint l'Université de Genève en tant que postdoctorant EMBO, dans le groupe du Professeur Yves Dunant. En 2000, il a obtenu un poste permanent à l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM) en tant que chargé de recherche. Il a rejoint le groupe du Dr. Pierre Charnet au Centre de Recherche de Biochimie Macromoléculaire (CRBM, Montpellier, France) dirigé par le Professeur. Marcel Dorée. Ses recherches ont porté sur le décryptage des propriétés fonctionnelles et de la régulation des canaux ioniques voltage-dépendants et chimio-dépendants chez les vertébrés et les invertébrés. En 2014, le groupe de Pierre Charnet a rejoint le groupe du Professeur Michel Vignes à l'Institut des Biomolécules Max Mousseron, (IBMM, Montpellier, France) où ils ont créé l'équipe Pharmacochimie de la transmission synaptique et neuroprotection.