Dopo gli studi presso La Trobe University e Monash University, nel 1985, rivolse i suoi interessi allo studio dell'evoluzione dei mammiferi in Australasia. Come parte del suo dottorato, descrisse 29 nuove specie di canguro.
In campo paleontologico ha scoperto molte nuove specie di dinosauro sulle coste meridionali del Victoria e resti fossili di mammiferi australiani risalenti a 80 milioni di anni fa. In Nuova Guinea ha descritto una specie di Falangeride gigante del Pleistocene. Per i risultati ottenuti, Sir David Attenborough lo ha descritto come «uno dei più grandi esploratori di tutti i tempi, al pari di David Livingstone»[1].
Negli ultimi anni si è dedicato ad un'intensa opera di sensibilizzazione riguardo al riscaldamento globale, tanto da essere stato nominato «Australiano dell'Anno» nel 2007.
Nel 2009 aderisce al progetto per la realizzazione del film "Soldiers of Peace"[2][3] che coinvolge 14 Paesi nel Mondo nella realizzazione di una pace globale.
^Penguin UK Authors: About Tim Flannery, su penguin.co.uk, Penguin Books. URL consultato il 10 aprile 2007 (archiviato dall'url originale il 30 settembre 2007).
^Soldati di Pace (Soldiers of Peace), su soldatidipace.blogspot.com. URL consultato il 4 maggio 2019 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2019).
^The Four Awards Bestowed by The Academy of Natural Sciences and Their Recipients, in Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia, vol. 156, n. 1, The Academy of Natural Sciences of Philadelphia, June 2007, pp. 403-404, DOI:10.1635/0097-3157(2007)156[403:TFABBT]2.0.CO;2.