1999 kam Thompsons erstes Kind auf die Welt – ihre Tochter Gaia, die inzwischen 17 Jahre alt ist und ihre Mutter gerne auf den Roten Teppich begleitet. Bei der Geburt war die Schauspielerin 40 Jahre alt. 2003 adoptierten Emma Thompson und Greg Wise den damals 16-jährigen Waisen Tindyebwa Agaba aus Ruanda.