Doktor Väli on avaldanud 128 teaduspublikatsiooni. Tema teaduslik tegevus on seotud peamiselt kõhuõõne kirurgiliste haiguste uurimisega: peptilise haavandi ja selle tüsistuste kirurgia, kõhutraumad, äge apenditsiit, kõhueesseina songad ja lõppstaadiumis maksa puudulikkus. Toomas Väli on olnud aastatel 1990–1998 Tartu Ülikooli eksperimentaalse maksasiirdamise programmi ja aastatel 1999–2020 Tartu Ülikooli Kliinikumi kliinilise maksasiirdamise programmi juht. Maksasiirdamise juurutamine ja arendamine Eestis on tema olulisim tegevus viimased 30 aastat. 2010. aastal tunnustati teda selle panuse eest ka Eesti Vabariigi Punase risti II klassi teenetemärgiga.
Kliinikumi preemia antakse välja eesmärgiga tunnustada teenekaid eesti arste, kes oma silmapaistva tegevusega on andnud olulise panuse Eesti tervishoiu ja ühiskonnaelu arengusse, on kaasa aidanud Eesti tervishoiu maine tõstmisele üldsuse silmis ning Eesti inimeste tervise parandamisele. Kliinikumi preemia antakse tänavu välja kahekümne kolmandat korda, eelnevail aastatel on preemia laureaadiks valitud prof. emer. Arvo Tikk, prof. emer. Endel Tünder, prof. emer. Vello Salupere, prof. emer. Ain-Elmar Kaasik, dr Vello Ilmoja, prof Toomas Sulling, prof. emer. Lembit Allikmets, prof. emer. Karl Kull, prof. emer. Rein Teesalu, dots. emer. Jüri Samarütel, dr Kaljo Mitt, dr Urmo Kööbi, prof. emer. Tiit Haviko, dr Andres Ellama, prof. emer. Ants Peetsalu, dots. emer. Silvia Russak, dr Peeter Mardna, prof. emer. Tiina Talvik, prof. emer. Heidi-Ingrid Maaroos, dr Tiiu Aro, dr Urmas Siigur ja dr Väino Sinisalu.
Kliinikumi preemia antakse üle 27. mail koos teiste traditsiooniliste tunnustustega: parim ajakirjas «Eesti Arst» ilmunud teadusartikkel, parimad arst-õppejõud, parimad praktikajuhendajad, enim tänusõnu pälvinud arstid, Neinar Seli stipendiumid ning õendusvaldkonna preemia. Lisaks traditsioonilistele preemiatele antakse üle ka rahvusvahelise õdede ja ämmaemandate tunnustused.