取任意一个三角形,其多边形顶点为 、 和 。在 的对边上取一点 ,并作一条平行于 的直线。到达 边上的 点后,作一条平行于 的直线。继续(左图)。那么对于任何三角形,这条线都会闭合。如果 是 的中点,则 (右图)。
令 为参考三角形的边被分割的比率,即 ,并定义 。那么图形顶点的坐标如上所示。
汤姆森图形的六个顶点位于一个椭圆上,该椭圆以三角形质心为中心。该椭圆的面积是
其中 是参考三角形的面积。当 (或 )时,椭圆变为斯坦纳外接椭圆,当 时,椭圆变为斯坦纳内切椭圆(M. Tarquini,私人交流,2005 年 9 月 2 日)。
汤姆森图形类似于塔克六边形。汤姆森六边形在六次平行后闭合,而塔克六边形在交替进行三次平行和三次反平行后闭合。