Efter doktorsavhandlingen i teologi med titeln Microcosm and Mediator (1965) utgav Thunberg teologiska skrifter, som Människan och kosmos: Maximos Bekännarens teologiska vision (1999), Den gudomliga ekonomin: Fornkyrkliga perspektiv (2001) och Äkta kristendom: Från fornkyrkan till vår tid (2005), tankeböcker och från 1957 ett stort antal diktsamlingar