본관은 중국 영양(穎陽). 자는 원지(遠之). 호는 사암(思庵). 명나라에서 귀화하였다. 시조 천암(千巖, 1350~?)이 서촉(西蜀) 종북산(終北山) 천고봉(千古峰) 만인암(萬仞巖) 밑에 살았다 하여 성을 천씨로 하였다 한다.
아버지는 천종악(千鐘嶽)이며, 어머니는 병부시랑 전탁(錢鐸)의 딸이다. 9세에 외삼촌 전륜(錢倫)에게 의탁되어 공부하였다.
1571년 무과에 급제하여 1575년에 총절사(總節使)가 되어 몽고군을 격퇴하였다. 그 공으로 내직인 내위진무사(內衛鎭撫使)가 되었으나 남의 참소를 입어 양릉(陽陵)에 귀양살이를 하였다.
귀양에서 풀려나 태청전수위사(太淸殿守衛使)로 있을 때 임진왜란이 일어나자 조선이 명나라에 원병을 요청하였는데, 이 때 조병영량사(調兵領糧使)로서 아들 천상(千祥)과 함께 이여송(李如松)을 따라 조선에 왔다. 평양 전투를 비롯하여 곽산·동래 등지에서 전공을 세웠으며, 정유재란 때 마귀(麻貴)와 함께 울산에서 전공을 세웠다.
왜란이 끝나자 1600년(선조 33) 8월 만세덕(萬世德)·이승훈(李承勛)은 귀국하였으나 그는 따라가지 않고 조선에 머물러 살았다. 선조는 그의 전공을 생각하여 그를 화산군(花山君)에 봉하고 전(田) 30결(結)을 급복(給復)하였으며 그의 아들 천상도 뒤에 한성윤에 승진시켰다.
저서로 시 44수와 문 2편이 『사암천문집』에 전한다. 고성의 호암사(虎巖祠), 청도의 황강사(皇岡祠)에 제향되었다. 시호는 충장(忠莊)이다.