Avant l'arrivée des timbres en papier adhésif, les lettres étaient tamponnées à la main ou cachet de la poste à l'encre. Les cachets postaux ont été inventés par Henry Bishop et ont d'abord été appelés «marque Bishop». Les marques d'évêque ont été utilisées pour la première fois en 1661 au London General Post Office. Ils ont marqué le jour et le mois de l'envoi de la lettre.
Le premier timbre-poste émis a commencé avec le Penny Post de Grande-Bretagne. Le 6 mai 1840, le timbre britannique Penny Black est libéré. Le Penny Black a gravé le profil de la tête de la reine Victoria, qui est restée sur tous les timbres britanniques pendant les 60 prochaines années.
Un maître d'école d'Angleterre, Sir Rowland Hill a inventé le timbre-poste adhésif en 1837, un acte pour lequel il a été fait chevalier. Grâce à ses efforts, le premier timbre au monde a été émis en Angleterre en 1840. Roland Hill a également créé les premiers tarifs postaux uniformes basés sur le poids plutôt que sur la taille. Les timbres Hill's ont rendu possible et pratique le prépaiement du courrier.
Hill avait reçu une assignation à témoigner devant la Commission d'enquête sur les bureaux de poste en février 1837. En fournissant son témoignage, il lisait de la lettre qu'il avait écrite au chancelier, y compris une déclaration indiquant que la cotisation d'affranchissement payé pouvait être créée "… en utilisant un morceau de papier juste assez grand pour porter le cachet et recouvert au dos d'un lavis gluant… ". Il s'agit de la première publication d'une description sans ambiguïté d'un timbre-poste adhésif moderne.
Les idées de Hill pour les timbres-poste et la facturation des frais de port payés en fonction du poids se sont rapidement concrétisées et ont été adoptées dans de nombreux pays du monde. Avec la nouvelle politique de facturation au poids, de plus en plus de personnes ont commencé à utiliser des enveloppes pour envoyer des documents. Le frère de Hill, Edwin Hill, a inventé un prototype de la machine à fabriquer des enveloppes qui pliait le papier en enveloppes assez rapidement pour répondre au rythme de la demande croissante de timbres-poste..
Rowland Hill et les réformes postales qu'il a introduites dans le système postal du Royaume-Uni sont immortalisées dans plusieurs numéros d'affranchissement commémoratifs du Royaume-Uni.
En 1680, William Dockwra, un marchand anglais à Londres, et son partenaire Robert Murray ont créé le London Penny Post, un système de courrier qui livrait des lettres et de petits colis à l'intérieur de la ville de Londres pour un total d'un sou. L'affranchissement de l'envoi a été prépayé à l'aide d'une main- timbre affranchir l'article envoyé, confirmant le paiement des frais de port.
En plus de la forme rectangulaire la plus courante, les timbres ont été imprimés dans des formes géométriques (circulaires, triangulaires et pentagonales) et irrégulières. Les États-Unis ont émis leur premier timbre circulaire en 2000 sous forme d'hologramme de la terre. La Sierra Leone et les Tonga ont émis des timbres en forme de fruits.
Les timbres sont le plus souvent fabriqués à partir de papier spécialement conçu pour eux et sont imprimés en feuilles, en rouleaux ou en petits livrets. Plus rarement, les timbres-poste sont faits de matériaux autres que le papier, comme du papier gaufré.