Paul Tholey gilt als die Leitfigur der wissenschaftlichen Erforschung des Klartraums und des luziden Traums im deutschsprachigen Raum. Seine Arbeiten erlangten Weltgeltung. In seiner wissenschaftlichen Orientierung war Paul Tholey Gestaltpsychologe. Die Gestalttheorie bereicherte er durch seine Forschungsarbeiten über den Klartraum und andere Bewusstseinsphänomene, wobei ihm vor allem die praxisnahe Überprüfung und Weiterentwicklung des Kritischen Realismus als der erkenntnistheoretischen Grundlage der Gestalttheorie ein zentrales Anliegen war. Davon legen auch seine sportpsychologischen Arbeiten Zeugnis ab, in denen er die von seinem Lehrer Kurt Kohl (1918-2002) begründete Tradition der Gestaltpsychologie von Sport und Bewegung fortsetzte.
