Thora a primit primul ei rol la 6 ani, in sitcom-ul "Day By Day" (1988). A urmat apoi o aparitie in filmul "Purple People Eater" (1988), pentru care a primit premiul Young Artist Award, pentru cea mai buna actrita sub 9 ani.
In 1990 a jucat alaturi de Leonardo DiCaprio (nedescoperit la vremea respectiva) in serialul "Parenthood". A urmat filmul "Paradise" (1991), in care a aparut alaturi de Don Johnson si Melanie Griffith. Pentru a obtine un rol in aceasta pelicula a participat la un casting si a impresionat in fata a peste 4.000 de alte concurente.
A mai urmat o serie de alte filme, precum All I Want for Christmas (1991), Patriot Games (1992), Hocus Pocus (1993), Monkey Trouble (1994), Now and Then (1995) si Alaska (1996).
Rolul care i-a adus faima mondiala a fost Jane Burnham, in pelicula "American Beauty" (1999). Thora a interpretat in film fiica alienata a unui cuplu a carui criza de varsta mijlocie ii determina sa comita adulter si sa-si distruga familia. Interpretarea ei a fost apreciata atat de critici, cat si de public.
Urmatorul film in care s-a remarcat a fost "Ghost World" (2001) pentru care a fost nominalizata la Globurile de Aur. De atunci a mai aparut in numeroase pelicule, dar toate independente, precum "Dark Corners" (2006), "Train" (2008) si "Winter of Frozen Dreams" (2009).
