一直以來，Klay Thompson深知在NBA中做好防守是一件吃力不討好的事，特別是現今重攻輕守且講求快速球風的聯盟潮流。身為NBA中最頂尖的射手之一，Thompson的三分外線是最具威脅的進攻武器之一，但他不僅止於得分，也精通鎖住對手的得分。
「聯盟現在流行開放性進攻，每個人都能投能切，而你必須要有足夠的防守功夫來抵禦這些怪物。」Thompson說道。
集頂尖攻守於一體是Thompson追求的最高境界，而且是非常努力且認真前往的生涯目標。Thompson非常喜歡在看YouTube籃球比賽的精華，但不是欣賞華麗的動作，而是去解讀和構思如何去擋下影片中的對手，只要James Harden又打出一次巨星般的數據，Thompson必定會在第一時間研究他的影片，「防守球員是沒有高低潮之分，每一次都要拿出同樣的水準。」Thompson在近期的訪談中說道，「特別是在季後賽。」
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6尺7寸的得分後衛、5次全明星、2次年度球隊，Thompson是勇士隊最倚重的超級球星之一。然而在西區第二輪賽事除了要對抗西區宿敵火箭隊外，還要面對右腳踝痠痛的傷勢。目前勇士隊在系列賽取得2-0的領先，Thompson和過去一樣是負責Chris Paul和Eric Gordon的頭號防守者，目前兩場比賽繳出5次抄截，並將投籃命中率壓制在41.7％，他在場上時的防守效率值也僅次於Draymond Green。
Thompson的其中一項防守利器是他的多功能性，超過兩百公分的身高搭配靈活的腳步，他能從控衛一路守到大前鋒，這種防守靈活性讓勇士隊在防守擋拆時能夠保持彈性，因為不論是守到誰，Thompson都不致於落居下風。
「全NBA都知道他是大鎖級的防守者。」快艇隊的Landry Shamet說道，也是Thompson首輪的對位對手，「他的腳步又快又靈巧，總是能站到最佳位置，他也比你想像的更高更快，也很壯和厚實，他擁有頂尖防守者的所有條件。」
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然而，Thompson並非一開始善於防守，他回想起生涯初期對位聯盟著名的防守者，也是前最佳防守球員Metta World Peace，總是被他頂得人仰馬翻。
但Thompson花了許多時間改善下肢力量，「做了數不完的深蹲。」Thompson說道。2012年夏天，當時Stephen Curry受傷缺席幾乎一整季，勇士隊戰績慘澹，Thompson和幾位年輕隊友沒有放假，而是和教練進行一輪又一輪的60分鐘防守訓練。
當時的勇士隊總教練Mark Jackson設計4對4的防守訓練，他和教練團會在三分線的各個點傳導，而Thompson和隊友們要不停的輪轉對位，一整個月每週四天的訓練，「他們幾乎要累死我們，這一點也不有趣。」但就在這樣嚴酷且扎實的訓練下，Thompson的防守開了竅。
Thompson早在生涯之初就立定要成為球隊大鎖，因為他知道Curry會成為聯盟中最強的得分武器，Thompson則立定志向要幫Curry分擔防守端的壓力和身體負擔，「他是我們的標竿人物和進攻主軸。」Thompson說道，「我必須在防守端幫助他，讓他能專心在擅長的事上。」
接下來的賽季Thompson開始接手對位對手的明星後衛，包含2014年西區準決賽防守馬刺後衛Tony Parker，雖然勇士隊最終輸掉系列賽，但獲得了寶貴的經驗，「當下我認為我有機會成為聯盟少數攻守一體的球員。」Thompson表示。
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Thompson的血液中流著自信的元素，也是地表上極少數球員能在場上保持冷靜和謙虛，有時候他甚至低調到默默的就完成一些成就，但他的對手明瞭他的存在就是個巨大的威脅，「他的防守功力沒有得到足夠的重視和討論，因為他的神準掩蓋了這部分的鋒芒。」快艇隊的Lou Williams說道，「但他真的很強，不論攻守。」
但Thompson有一項弱點，他的起跳爆發力並不出色（近幾年他常和Zaza Pachulia對賭誰灌的籃比較多，但Pachulia是35歲，又老又慢的中鋒），但Thompson卻又有另一項優勢，他有很快的橫向速度，而這也是一名好防守者不可或缺的天賦，「我有一雙又快又靈活的快腿。」