Tôn Thất (chữ Hán: 尊室, chữ Tôn đáng ra phải là Tông [宗] (trong tổ tông), nhưng do kỵ tên huý vua Thiệu Trị nên đổi là Tôn) vốn là danh hiệu đặt cho nam giới là hậu duệ không thuộc nhánh thừa kế là Nguyễn Phúc của Hoàng tộc nhà Nguyễn. Do sự chuyển biến của lịch sử Việt Nam trong giai đoạn thế kỷ 19-20, Tôn Thất dần được tách khỏi họ Nguyễn và trở thành một họ độc lập.
Nhiều người Việt hiện nay hay hiểu nhầm họ Tôn Thất (尊室) và họ Tôn (孫) là cùng một họ, do chữ Quốc ngữ chỉ có thể biểu âm, không biểu nghĩa rõ ràng như chữ Hán và chữ Nôm.[1] Như giáo sư Tôn Thất Bách có người con trai được đặt tên là Tôn Hiếu Anh.
Họ Tôn Thất (尊室) được vua Minh Mạng đặt cho con cháu của các Chúa Nguyễn (vốn là họ Nguyễn Phúc), từ Nguyễn Hoàng đến Nguyễn Phúc Thuần, mỗi Chúa là hệ tổ của một hệ. Hệ bao gồm Chúa và các anh em trai của Chúa, hậu duệ của các hệ là hậu duệ của các anh em trai của Chúa. Có tất cả 9 hệ nhưng có hai hệ là hệ 4 và hệ 6 không con nên không lưu truyền được. Họ Tôn Thất bà con xa với dòng Đế hệ, dòng làm Hoàng đế của Đại Nam, tính ra kể từ Gia Long. Tuy nhiên, nam nữ 2 dòng họ vẫn không thể nào kết hôn với nhau được cho dù đã qua 6, 7 đời.
"Ngày trước, triều Nguyễn chúng ta là họ Nguyễn Văn. Xem như ngài Trừng quốc công, thân sinh ra Đức Triệu Tổ Tịnh Hoàng đế (Nguyễn Kim), huý là Nguyễn Văn Lưu thì đủ rõ. Đến triều Minh Mạng (1823), lại phân biệt ra Tôn Thất Nguyễn Phúc và Công Tánh Nguyễn Hựu, Tôn Thất Nguyễn Phúc là những người đã đi theo Đức Nguyễn Hoàng trong lúc Ngài vào trấn thủ ở Phương Nam, còn những kẻ ở lại ngoài Bắc đều lấy họ Công Tánh Nguyễn Hựu. Hiện bây giờ người ta chỉ để hoặc Tôn Thất hoặc Nguyễn Hựu mà thôi. Ví dụ Tôn Thất Mổ hoặc Nguyễn Hựu Mổ mà thôi."
Cho đến ngày nay họ Tôn Thất qua nhiều đời đã dần trở thành một họ độc lập tại Việt Nam.
Tôn Thất Khiên (1930 - 2016), Đại tá Việt Nam Cộng hòa, Tỉnh trưởng Thừa Thiên Huế
Tôn Thất Tiết (1933 - ), nhà soạn nhạc người Pháp gốc Việt
Tôn Thất Đại (1937 -), bút danh Tôn Đại, Kiến trúc sư, PGS-TS, giảng viên trường Đại học Xây dựng; hiện là giảng viên khoa Kiến trúc Trường đại học Đông Đô
Tôn Thất Lập (1942 - 2023), nhạc sĩ, Giải thưởng Nhà nước Việt Nam
Tôn Thất Bách (1946 - 2004), Phó giáo sư, Bác sĩ, Nhà giáo Nhân dân, nguyên Giám đốc Bệnh viện Việt Đức, Hiệu trưởng Đại học Y Hà Nội.