In der Jugend spielte Kleine von 1983 bis 1998 für den SV Wermelskirchen und wechselte dann zu den Amateuren von Bayer 04 Leverkusen. Er bestritt in der Saison 2001/02 sein erstes von zehn Bundesligaspielen für Bayer. 2003/04 wechselte er zu Zweitligist SpVgg Greuther Fürth und war zweieinhalb Jahre Kapitän der Mannschaft. In vier Jahren bestritt er 130 Zweitligaspiele und erzielte 13 Tore. Damit war er der torgefährlichste Abwehrspieler der Zweiten Liga in der Saison 2006/07. Im Juli 2007 wechselte er zu Hannover 96 in die Bundesliga. Für Hannover 96 absolvierte er neun Partien und erzielte dabei ein Tor. Nach einem halben Jahr wechselte er erneut: Ab dem 27. Januar 2008 spielte Kleine für Borussia Mönchengladbach. Mit der Borussia wurde er in der Saison 2007/08 Zweitligameister und stieg in die 1. Bundesliga auf, wobei er bei acht Einsätzen zwei Tore erzielte.
Borussia verlängerte den auslaufenden Vertrag mit Kleine nicht; im Sommer 2010 kehrte der Abwehrspieler zum Zweitligisten Greuther Fürth zurück, bei dem er einen Vertrag bis zum 30. Juni 2012 unterzeichnete und wieder Kapitän der Mannschaft wurde.[1] Am Saisonende 2011/12 stieg die SpVgg erstmals in die Bundesliga auf.
Nationalmannschaft
In der deutschen Nationalmannschaft kam Thomas Kleine einzig am 30. April 2003 in Ankara zum Einsatz, als das Team 2006 gegen die A2-Mannschaft der Türkei 0:0 spielte.
Karriere als Trainer
Nach dem Ende seiner Profilaufbahn wurde Kleine zur Saison 2014/15 spielender Co-Trainer von Mirko Reichel bei der zweiten Mannschaft (U-23) der SpVgg Greuther Fürth. Zudem oblag ihm die Talentförderung der Nachwuchsspieler im Übergangsbereich von der U-17 bis zur Lizenzmannschaft.[2] Am 23. Februar 2015 übernahm er den Trainerposten der U-23 der SpVgg, nachdem Reichel zum Co-Trainer der ersten Mannschaft ernannt worden war, und beendete seine Karriere als Aktiver.[3] Daneben war er seit der Saison 2016/17 neben Michael Schiele als Co-Trainer von Stefan Ruthenbeck bei den Profis der SpVgg Greuther Fürth im Einsatz.[4] Am 9. Oktober 2017 wurde Kleine neben Axel Bellinghausen zum neuen Co-Trainer bei Fortuna Düsseldorf bestellt.[5]
Im März 2018 bestand Kleine erfolgreich seinen Trainerlehrgang und erhielt die Fußballlehrer-Lizenz des DFB.[6] Thomas Kleine blieb bis zu seiner überraschenden Freistellung im Januar 2022 Co-Trainer bei Fortuna Düsseldorf.[7]
Zur Saison 2022/23 übernahm Kleine die SpVgg Bayreuth als Nachfolger von Timo Rost, unter dem die Mannschaft zuvor in die 3. Liga aufgestiegen war.[8] Die SpVgg Bayreuth befand sich über die ganze Spielzeit im Abstiegskampf. Anfang Mai 2023 wurde Kleine freigestellt, nachdem man fünf Spiele in Folge verloren hatte.[9] Die Mannschaft stand zu diesem Zeitpunkt drei Spieltage vor dem Saisonende auf dem letzten Platz und hatte sieben Punkte Rückstand auf einen Nicht-Abstiegsplatz.
