Prof. MUDr. Tomáš Paleček, Ph.D. pracuje od promoce na II. interní klinice kardiologie a angiologie Všeobecné fakultní nemocnice a 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze. V létech 2002-2003 působil jako research fellow v Univerzitní nemocnici Katolické univerzity v belgické Lovani ve výzkumné skupině prof. George Sutherlanda, kde se věnoval strainové echokardiografii. Ve stejné nemocnici pak v roce 2009 absolvoval stáž zaměřenou na provádění magnetické rezonance srdce. V roce 2014 absolvoval pod vedením prof. Luigi Badana a doktorky Denisy Muraru v Univerzitní nemocnice v italské Padově měsíční stáž věnovanou 3D-echokardiografii.

V současnosti zastává prof. Paleček pozici vedoucího Echokardiografické laboratoře a vedoucího lékaře Centra pro choroby myokardu a perikardu Všeobecné fakultní nemocnice a 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze. Toto centrum zajišťuje komplexní diagnostiku a management všech forem onemocnění myokardu a perikardu, včetně rutinní genetické diagnostiky. Bylo ustanoveno již v roce 2007 a v rámci uvedení problematiky se zaměřuje zejména na oblast srdeční amyloidózy, zánětlivých postižení myokardu, arytmogenní a nedilatovasné kardiomyopatie, hypertrofické kardiomyopatie včetně jejích fenokopií a rekurentní a konstriktivní formy perikarditidy. Centrum pro choroby myokardu a perikardu Všeobecné fakultní nemocnice a 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Praze je jedním z dedikovaných Center pro diagnostiku a léčbu transthyretinové amyloidózy srdce a též Centrem pro specifickou léčbu hypertrofické kardiomyopatie.

Kromě klinické a vědecké práce se prof. Paleček věnuje pre- i postgraduální výuce vnitřního lékařství a kardiologie včetně vedení studentů postgraduálního PhD studia na 1. lékařské fakultě Univerzity Karlovy v Praze v doktorských studijních programech Zobrazovací metody v lékařství a Fyziologie a patofyziologie člověka. Je autorem či spoluautorem řady časopiseckých sdělení, monografií a učebnic. Působí v několika výborech asociací a pracovních skupin České kardiologické společnosti a je členem Oborové rady doktorského studijního programu Kardiovaskulární vědy na Univerzitě Karlově.