高天于2000年出演个人首部电视剧《绿茵少年》，正式出道。2003年，他出演个人首部电影《惊涛骇浪》，并凭借该片获得第十届北京大学生电影节最受欢迎男演员提名。2004年，他凭借电视剧《母亲》获得中国电影电视新星榜最具潜力男演员奖。
2006年，高天凭借电影《零公里》再次获得第十二届北京大学生电影节最受欢迎男演员提名。2008年，他在云南少数民族音乐电影《阿峨之恋》中担纲男一号卢龙柱。2009年，他出演动作电影《精武风云》，饰演大刚；同年，主演清末民初情感剧《草根王》。
2010年，高天主演的电影《阿峨之恋》入围第18届中国金鸡百花电影节“国产新片影展单元”；同年，他与刘蓓、谭洋合作主演的清末民初情感剧《草根王》播出。
2011年，他出演刘伟强执导的古装武侠3D电影《血滴子》，饰演军师胡图。2012年，他出演王晶执导的电影《大上海》，饰演裴队长；同年，出演陈嘉上、秦小珍执导的电影《四大名捕2》，饰演欧阳大。
2014年，高天与颖儿、王传一、杜俊泽合作主演时尚家庭轻喜剧《美妙的奇遇情缘》，饰演男三号奚望。2015年，他与蒲巴甲、邵兵、徐冬冬合作主演抗战剧《第一伞兵队》，饰演反派角色唐壁。
高天以其扎实的演技和多样化的角色塑造能力，赢得了导演和观众的认可。他的表演风格以朴实和爆发力著称，能够精准诠释不同类型的角色。