Timor, cùng với các đảo khác trong quần đảo Nusa Tenggara ở phía tây bắc và các đảo nhỏ hơn ở phía đông bắc, được các kiểu rừng lá rộng khô nhiệt đới che phủ. Nhiều loại cây có lá sớm rụng hay bán sớm rụng, thay lá của chúng trong mùa khô. Timor, các đảo thuộc quần đảo Barat Daya và các đảo nhỏ hơn ở phía đông bắc đảo Timor hợp thành khu vực sinh thái rừng lá sớm rụng Timor và Wetar.

Trong thế Pleistocen (1,8 triệu tới 10.000 năm trước), Timor là nơi sinh sống của các loài thằn lằn khổng lồ đã tuyệt chủng, trông tương tự như rồng Komodo. Giống như các đảo Flores, Sumba và Sulawesi, Timor cũng từng là nơi sinh sống của các loài voi lùn thuộc chi Stegodon, họ hàng gần của voi ngày nay.