Фамилия Тимме — редкий для России случай, когда фамилия немецкого происхождения не получила русской суффиксальной обработки. Она пришла в страну вместе с переселенцами, в основном из балтийских немцев и выходцев из Саксонии, и сохранила исходное окончание -е, которое в русском языке не склоняется по падежам как типичные фамилии на -ов или -ин.

В основе фамилии лежит краткая форма немецкого имени Тимотеус (Timotheus) — русский аналог Тимофей. По-немецки это звучало как Timme, и в средневековых записях так называли человека, чтобы отличить его от полных тёзок. Второй, менее вероятный вариант — от нижненемецкого слова timme, означающего «глупый» или «одурманенный», но в качестве фамильного прозвища такое значение встречается крайне редко и обычно в ироничном контексте.

Формант -е в немецких фамилиях часто указывает на нижненемецкий или восточнофризский ареал, где такие окончания типичны для патронимов (фамилий по отцу). В отличие от скандинавских -сен или русских -ович, немецкое Timme — это не отчество, а прозвище-имя, которое закрепилось за родом без изменений.

В России фамилия Тимме встречается в двух вариантах написания: с одним «м» (Тиме) и с двумя (Тимме). Двойное «м» — более точная передача немецкого написания, и именно его чаще носили потомки обрусевших дворян и интеллигенции. В документах XIX века можно встретить колебания: в метрических книгах лютеранских приходов Петербурга писали Timme, а в русских канцеляриях могли переделать в Тиме.

Сословно носители фамилии — в основном городские жители: врачи, инженеры, архитекторы, офицеры. Это объясняется тем, что немецкие колонии в России давали своим детям образование, а фамилия не была крестьянской. Крепостных с такой фамилией в центральных губерниях практически не было.