Hoàng Thiên sinh ra và lớn lên tại thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai. Anh dành phần lớn sự nghiệp của mình cống hiến câu lạc bộ bóng đá quê nhà Hoàng Anh Gia Lai.

Sau khi kết thúc mùa giải 2015, Hoàng Thiên đã ký hợp đồng hai năm với SHB Đà Nẵng. Hoàng Thiên giải thích rằng mặc dù Hoàng Anh Gia Lai có thể trả cho anh mức lương cao hơn nhưng anh cảm thấy Đà Nẵng là thành phố phù hợp để anh có thể chăm lo cho gia đình và được thoải mái.[2] Nhưng tại đây anh lại thi đấu không được thành công. Sau khi không được ra sân trong phần lớn thời gian mùa giải 2017, Hoàng Thiên chia tay SHB Đà Nẵng để chuyển sang thi đấu cho Sài Gòn đầu tháng 5 năm 2017.[3]