Europa, Asien, Nordamerika i många olika underarter. I Sverige vanlig norrut till Uppland, men med ojämn utbredning. I Sörmland tämligen allmän, vanligast i östra och norra Sörmlands slättbygder – (25%). Backtimjan är en flerårig mattbildande växt, mycket variabel i blomstorlek och blomfärg. Den är starkt betesgynnad och på öppen betad sandmark kan den ibland bilda vidsträckta mattor. Arten är vanlig på åsbackar, särskilt i Mälarområdet, men trivs även i torrängar på morän i varma lägen. I naturbetesmarker koloniserar den ofta upphöjd mark kring stenblock och på tuvor. Backtimjan finns såväl på kalkrika som kalkfattiga substrat. Den är konkurrenssvag och ljusälskande och tål inte igenväxning. Backtimjan är nu starkt minskande i landskapet beroende på upphörande bete i naturbetesmarker.