造形的な側面から見ても、トーマスには人間が本能的な恐怖を抱きやすい視覚的特徴が揃っています。トーマス 顔 怖い 理由を認知心理学の観点から紐解くと、不気味の谷 現象 トーマスの存在が浮き彫りになります。
人形劇版のトーマスは、無機質な鉄のボイラーの前面に、灰色で血の通っていない人間の立体的な「顔」が貼り付けられています。目玉だけが機械的に左右へ動き、口元は固定された樹脂パーツの差し替えによって感情を表現していました。この「人間に極めて似ているが、生命反応のない人工物」という違和感が、脳幹の危険察知センサーを刺激します。
また、精神医学において「無表情な微笑み（Frozen Smile）」は強い不安を想起させます。激しい脱線事故を起こしても、大破したボイラーの上で穏やかな笑みを浮かべたままであるという構図が、認知の不協和を引き起こし、怪奇的な印象を増幅させるのです。
