La mer de Timor est un bras de mer de l'archipel indonésien situé entre l'île de Timor, l'Indonésie et le territoire du Nord, en Australie. Les eaux situées à l'est sont connues sous le nom de mer d'Arafura, toujours dans le même archipel. Deux grands golfes de la côte septentrionale australienne donnent sur la mer de Timor, le golfe Joseph Bonaparte et le golfe Van Diemen. La ville australienne de Darwin est la seule ville d'importance donnant sur cette mer.