O tomilho é amplamente utilizado para cozinhar. O tomilho é um ingrediente básico na culinária
francesa e
italiana, e naquelas derivadas dela. É também amplamente utilizado na culinária caribenha.
O tomilho é freqüentemente usado para aromatizar carnes, sopas e ensopados. Tem uma afinidade particular e é freqüentemente usado como aroma primário com cordeiro, tomate e ovos.
O tomilho, embora saboroso, não se sobrepõe e se mistura bem com outras ervas e especiarias. Na cozinha francesa, junto com a louro e a salsa é um componente comum do bouquet garni, e das ervas da Provença. Em alguns países do Oriente Médio, o condimento za'atar contém tomilho como um ingrediente vital.
O tomilho é vendido tanto fresco quanto seco. A forma fresca é mais saborosa, mas também menos conveniente; o tempo de armazenamento raramente é superior a uma semana. Enquanto que o tomilho fresco, sazonalmente, está disponível o ano todo. O tomilho fresco é normalmente vendido em cachos de ramos. Um raminho é um caule único cortado da planta. É composto de um caule lenhoso com folhas pareadas ou cachos de flores ("folhas") espaçados de ½ a 1" de distância. Uma receita pode medir o tomilho pelo cacho (ou fração dele), ou pelo raminho, ou pela colher de sopa ou colher de chá. Se a receita não especificar fresco ou seco, assumir que significa fresco.
O tomilho conserva seu sabor ao secar melhor do que muitas outras ervas. O tomilho seco, e especialmente o em pó, ocupa menos espaço do que o tomilho fresco, portanto, menos dele é necessário quando substituído em uma receita. Assim como na baía, o tomilho é lento para liberar seus sabores, por isso é normalmente adicionado no início do processo de cozimento.