Considerado el iniciador del Movimiento Científico en Cuba y recordado, sobre todo, por haber introducido la vacunación contra la viruela en el país a partir de febrero de 1804, la labor más meritoria de su carrera. La viruela fue, durante el siglo XVIII, una de las enfermedades infecciosas más temidas por el número de víctimas que dejaba a su paso y por las secuelas manifiestas en las pocas personas que salían de ella con vida.
Tomás Romay fue un distinguido médico cubano con una visión científica y progresista de la Medicina clínica, transmitida en la Universidad de La Habana. Romay fue el trigésimo tercer graduado en Medicina en Cuba, y se reconoce que ninguno antes que él logró hacer aporte alguno para elevarla al rango de una verdadera ciencia. A él se debe también la erradicación de los enterramientos en las iglesias. Representó el primer indicio de la transformación de la colonia en la nación, contribuyendo a la formación de la nacionalidad cubana. Fue uno los redactores principales del Papel Periódico de La Habana, desde su fundación en 1791; y colaboró en El Diario de La Habana, y el Diario del Gobierno de La Habana, con trabajos científicos y algunos versos para los cuales utilizó el seudónimo de Matías Moro.
Asimismo, fue miembro distinguido de la Comisión de Vacuna de París; de las Sociedades Médicas de Burdeos y Nueva Orleáns; y Miembro Corresponsal de la Real Academia de Medicina de Madrid. Romay y Chacón fue también Médico de la Real Cámara, Catedrático de Clínica de la Real Universidad, Presidente e Individuo de Mérito de la Sociedad Económica de Amigos del País y obtuvo el galardón de Caballero Comendador de Isabel la Católica.
