Tiit Tammaru on sündinud 4. veebruaril 1972. aastal. 1994. aastal lõpetas ta Tartu ülikooli geograafia erialal ja kaitses 1996. aastal samas teadusmagistri kraadi. Pärast doktorantuuri lõpetamist Tartu ülikooli juures kaitses ta 2001. aastal doktoriväitekirja “Linnastumine ja linnade kasv Eestis nõukogude aastatel”.
Alates 1997. aastast töötab Tiit Tammaru Tartu ülikoolis, kus alustas geograafia instituudis teadurina, alates 2002. aastast vanemteadurina ning alates 2012. aastast on ta Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduse instituudi linna- ja rahvastikugeograafia professor, alates 2018. aastast inimgeograafia ja regionaalplaneerimise õppetooli juhataja. Ta on töötanud külalisteadurina Utah ülikoolis (USA) ja Umeå ülikoolis (Rootsi) ning külalisprofessorina Delfti tehnoloogiaülikoolis (Holland). 2003. aastal valiti ta Tartu ülikooli Välis-Eesti uuringute keskuse (VEUK) juhatajaks. Aastatel 2012-2016 oli ta Tartu ülikooli rände- ja linnauuringute keskuse (CMUS) juhataja. Eesti teaduste akadeemia liikmeks valiti Tiit Tammaru 2019. aastal. 2021. aastal valis Eesti teaduste akadeemia Tiit Tammaru uurija-professoriks.
Tiit Tammaru teadustöö põhisuundadeks on ränne ja segregatsioon. Tema viimaste aastate teadustööde põhiline sisu on selgitada, millised muutused toimuvad Euroopa linnades segregatsioonis ning mis on selle põhjused ja tagajärjed. Ta on osalenud aktiivselt nii rahvusvahelistes kui ka Eesti-sisestes suuremahulistes teadusprojektides. Ta on Rahvastiku teadusliku uurimise rahvusvahelise ühingu (IUSSP), Euroopa rahvastiku-uuringute ühenduse (EAPS) ja linnauuringutega tegeleva teadlaste võrgustiku (CAT) liige. Uurija-professorina kavatseb Tiit Tammaru järgmise kolme aasta jooksul suunata oma uuringu teraviku kiiresti muutuvatele ruumilistele mustritele, mis peegeldavad ametialaseid muutusi, mobiilsust ja ebavõrdsust ühiskonnas.
Tartu ülikoolis vastutab Tiit Tammaru inimgeograafia ainekava eest tehes õppetööd nii bakalaureuse-, magistri- kui doktoriõppes. Tema juhendamisel on kaitstud arvukalt bakalaureuse- ja magistritöid ning kaheksa doktoritööd.
Akadeemik Tammaru on üks kõige enam avaldanud ja tsiteeritud sotsiaalteadlasi Eestis (v.a. psühholoogia). Ta on ühtekokku avaldanud 72 kõrgetasemelist teaduspublikatsiooni (WoS) kõige olulisamates geograafia, demograafia ja linnauuringute ajakirjades. 2011. aastal sai ta riigi teaduspreemia sotsiaalteaduste alal uurimuste tsükli “Rahvastikurühmade linnastumine, eeslinnastumine ja vastulinnastumine Eestis” eest. 2021. aastal pälvis ta Balti teaduste akadeemiate medali.