Одной из тем работ Дамура был теоретический анализ экспериментальных проверок общей теории относительности (ОТО); например. с 1991 по 1996 год он возглавлял теоретическую группу спутникового эксперимента «Satellite Test of the Equivalence Principle» (STEP), проверявшего принцип эквивалентности. Он также был членом консультативных советов по фундаментальным исследованиям в ЕКА и Французском космическом агентстве.
В других трудах Дамур исследовал связь задачи двух тел в ОТО с излучением гравитационных волн, важность этих работ выяснилась при первом обнаружении этих волн из двойных звездных систем с пульсарами (2015 год). В 1999 году вместе с Алессандрой Буонанно Ламур разработал формализм «эффективного одного тела» для аналитического решения эволюции чёрных дыр на пути к слиянию[11]. Позже именно такую ситуацию обнаружили, когда гравитационные волны впервые были непосредственно обнаружены в проекте LIGO в 2015 году.
Он также занимался космологическими аспектами теории струн. Вместе с Бернаром Жюлиа, Германом Николаи и Марком Энно он показал, что исчезновение хаотического поведения сингулярностей Лифшица — Белинского — Халатникова в общей теории относительности (с обобщением в теории Калуцы-Клейна из эффективных теорий струн) в более чем 10 пространственно-временных измерениях связано с отсутствием в этих более высоких измерениях гиперболических алгебр Каца-Муди[англ.], которые и ответственны за колебательное хаотическое поведение.
Thibault Damour. La relativité générale, // Einstein aujourd'hui, Michèle Leduc et Michel Le Bellac (éditeurs), EDP Sciences, janvier 2005. (ISBN 2-868-83768-9). Chapitre 6, p. 267–319.
Thibault Damour. Gravitational radiation from cosmic (super)strings: Bursts, stochastic background, and observational windows // Physical Review D. — Vol. 71, no. 6. — P. 063510. — Bibcode: 2005PhRvD..71f3510D. — doi:10.1103/PhysRevD.71.063510.
Thibault Damour, Olivier Darrigol, Bertrand Duplantier, Vincent Rivasseau. Einstein 1905–2005 (Poincaré Seminar; 2005). Birkhäuser Verlag, Basel 2006, ISBN 978-3-7643-7435-8.
Thibault Damour. Once upon Einstein („Si Einstein m'était conté“). Peters Press, Wellesley 2006, ISBN 1-56881-289-2.
Remo Ruffini, Thibault Damour, Robert T. Jantzen. Twelfth Marcel Grossmann Meeting, The: On Recent Developments In Theoretical And Experimental General Relativity. — World Scientific Dublin Institute...Max-Planck-Institut, 2012-02-02. — 2657 с. — ISBN 978-981-4458-03-0.
Thibault Damour, Mathieu Burniat. Le mystère du monde quantique, Éditions Dargaud, 2016. ISBN 3-95728-050-8.
Thibault Damour. Ondes gravitationnelles et trous noirs, CNRS - De vive voix, coll. «Les grandes voix de la recherche», 2019 (ISBN 9782271125385).
Русские переводы
Тибо Дамур. Мир по Эйнштейну. От теории относительности до теории струн = Si Einstein M'etait Conte. De la relative a la theorie des cordes. — М.: Альпина нон-фикшн, 2016. — 268 с. — ISBN 978-5-91671-485-2.
Тибо Дамур, Матьё Бюрниа. Тайны квантового мира = Le Mystere du monde quantique. — М.: Манн, Иванов и Фербер,, 2019. — 160 с. — ISBN 978-5-00117-811-8.
↑Thibault Damour, La relativité générale, Qu'est-ce que l'Univers? 4, 205—220, Éditions Odile Jacob, 2001.
↑Damour. Mechanical, electrodynamical and thermodynamical properties of black holes, in C. Edwards (Herausgeber) „Gravitational Radiation, collapsed objects and exact solutions“, Springer, Lecture Notes in Physics, Vol. 124, 1980.
