Полное имя Тимура было Тимур ибн Тарагай Барлас تيمور ابن ترغيى برلس (Tāāmūūr ibn Tāraġaiyi Bārlās) — Тимур сын Тарагая из Барласов) в соответствии с арабской традицией (алам-насаб-нисба). В чагатайском и монгольском языках Temür или Темир значит «железо». В средневековых русских летописях именовался как Темир Аксак.

Не будучи Чингизидом, Тимур формально не мог носить ханский титул, поэтому всегда именовался лишь эмиром (вождём, предводителем). Однако, породнившись в 1370 году с домом Чингизидов, он принял имя Тимур Гурган (Tāāmūūr Gurkānī, (تيموﺭ گوركان), Gurkān —иранизированный вариант монгольского күрүгэн или хүргэн, «зять»). Это означало, что Тимур является родственником Чингизидов и может свободно жить и действовать в их домах.

В различных персидских источниках часто встречается иранизированное прозвище Тимур-э Лянг (Tāmūūr-ē Lāng, تیمور لنگ) «Тимур Хромой», это имя, вероятно, рассматривалось в то время как презрительно-уничижительное. Оно перешло в западные языки (Tamerlan, Tamerlane, Tamburlaine, Timur Lenk) и в русский, где не имеет никакого негативного оттенка и используется наряду с изначальным «Тимур».

Как показало вскрытие гробницы Гур Эмир (Самарканд) М. М. Герасимовым и последующее изучение скелета из захоронения, которое, как считается, принадлежит Тамерлану, рост его составлял 172 см. Тимур был силён, физически развит, его современники писали про него: «Если большинство воинов могли натянуть тетиву лука до уровня ключицы, то Тимур натягивал её до уха». Волосы светлее, чем у большинства его соплеменников. Детальное изучение останков Тимура показало, что в антропологическом отношении он относился к южносибирской расе, Несмотря на старческий возраст Тимура (69 лет), череп его, а равно и скелет, не имели ярко выраженных собственно старческих черт. Наличие большей части зубов, чёткий рельеф костей, почти полное отсутствие остеофитов, — всё это говорит о том, что череп скелета принадлежал человеку, полному сил и здоровья, биологический возраст которого не превышал 50 лет. Массивность здоровых костей, сильно развитый рельеф и плотность их, ширина плеч, объём грудной клетки и относительно высокий рост — всё это даёт право думать, что Тимур обладал чрезвычайно крепким сложением. Сильная атлетическая его мускулатура, вероятнее всего, отличалась некоторой сухостью форм, да это и естественно: жизнь в военных походах, с их трудностями и лишениями, почти постоянное пребывание в седле вряд ли могли способствовать тучности..

Особым внешним отличием воинов Тамерлана от прочих мусульман были сохранённые ими монгольские косы, что подтверждается некоторыми среднеазиатскими иллюстрированными рукописями того времени. Между тем, исследуя древнетюркские изваяния, изображения тюрков на живописиАфрасиаба, исследователи пришли к выводу о том, что тюрки носили косы ещё в V—VIII вв. Вскрытие могилы Тимура и анализ антропологов показал, что Тимур не имел кос. «Волосы Тимура толсты, прямы, седо-рыжего цвета, с преобладанием тёмно-каштановых или рыжих». «Вопреки принятому обычаю брить голову, к моменту своей смерти Тимур имел относительно длинные волосы». Некоторые историки считают, что светлый цвет волос обусловлен тем, что Тамерлан красил волосы хной. Но М. М. Герасимов в своей работе отмечает: «Даже предварительное исследование волос бороды под бинокуляром убеждает в том, что этот рыже-красноватый цвет её натуральный, а не крашенный хной, как описывали историки». Тимур носил длинные усы, а не подстриженные над губой. Как удалось выяснить, существовало правило, позволяющее высшему военному сословию носить усы, не подрезая их над губой, и Тимур, согласно этому правилу, не стриг своих усов, и они свободно свисали над губой. «Небольшая густая борода Тимура имела клиновидную форму. Волосы её жёсткие, почти прямые, толстые, ярко-коричневого (рыжего) цвета, с значительной проседью».

На костях правой ноги были видны поражения в районе коленной чашечки, что полностью согласуется с прозвищем «Хромец».

Современник и пленник Тамерлана Ибн Арабшах, знавший Тамерлана с 1401 года лично, сообщает: «Что касается персидского, тюркского и монгольского, он знал их лучше, чем кто-либо другой».

Испанский дипломат и путешественник Руй Гонсалес де Клавихо посетивший двор Тамерлана в Мавераннахре сообщает что «За этой рекой(Амударья - прим.) простирается царство Самарканд, а земля его называется Могалия (Моголистан), а язык мугальский (монгольский - прим.), и этого языка не понимают на этой (южной — прим.) стороне реки, так как все говорят по-персидски», далее он сообщает «письмо же, которое используют самаркантцы, [живущие - прим.] по ту сторону реки, не разбирают и не умеют читать те, что живут по эту сторону, а называют это письмо могали. А сеньор (Тамерлан - прим.) при себе держит нескольких писцов, которые умеют читать и писать на этом [языке - прим.]»

Тимур был тюрком из племени барласов, монгольского по имени и происхождению, но во всех практических смыслах тюркского к тому времени. Родным языком Тимура был тюркский (чагатайский), хотя, возможно, в некоторой степени он владел и персидским благодаря культурному окружению, в котором жил. Он практически точно не знал монгольского, хотя монгольские термины не совсем ещё исчезли из документов и встречались на монетах".

При походе против Тохтамыша в 1391 году Тимур приказал выбить у горы Алтын-Чуку надпись на чагатайском языке уйгурскими буквами — 8 строчек и три строчки на арабском языке, содержащих коранический текст. В истории эта надпись известна под названием Карсакпайская надпись Тимура. В настоящее время камень с надписью Тимура хранится и экспонируется в Эрмитаже в Санкт-Петербурге.

Тимур любил беседовать с учёными, в особенности слушать чтение исторических сочинений; своими познаниями в истории он удивил средневекового историка, философа и мыслителя Ибн Халдуна; рассказами о доблестях исторических и легендарных героев Тимур пользовался для воодушевления своих воинов.

По сообщению Алишера Навои, Тимур хотя и не писал стихов, но очень хорошо знал и поэзию, и прозу, и, кстати и к месту умел привести надлежащий бейт.