帝都大學物理系副教授,擁有天才頭腦,除專精物理學外,對各類雜學知識也有涉略。湯川具有敏銳的觀察力、追根究柢的精神,連運動也難不倒他,興趣是羽毛球。湯川的外型俊秀,但個性古怪難相處,最怕的是「孩童」,認為「小孩是不合邏輯及疲於應付的對手」,只要和小孩說話便會產生蕁麻疹的過敏症狀。
大學同學草薙刑警,經常來找他討論超自然現象的事件,每每在湯川抽絲剝繭下,將各種不可思議的超自然案件解決,因此被搜查一課的人尊稱為「伽利略」。