Teresa Palmer fue reconocida en 2005 por la Screen International como una de las estrellas de Australia del futuro. Palmer atrajo por primera vez la atención del público internacional con su papel protagónico en la película independiente australiana 2:37, que fue aclamada por la crítica al presentarse en la sección "Una cierta mirada" del Festival de Cine de Cannes y en el Festival de Cine de Toronto. Por su complejo retrato de una estudiante de la escuela secundaria que guarda un oscuro secreto, Palmer fue nominada a la Mejor Actriz por el Australian Film Institute.

Además, en diciembre de 2008 intervino en la comedia de Disney del director Adam Shankman Cuentos que no son cuentos, que protagonizó junto con Adam Sandler. Tras El aprendiz de brujo, se la podrá ver en la película de Imagine Entertainment/ Rogue Pictures Kids in America, que co-protagonizó con Topher Grace. Actualmente Palmer se encuentra rodando la cinta de DreamWorks I Am Number 4, junto con Michael Bay y producida por Steven Spielberg.

Palmer además co-protagonizó la película del director japonés Takashi Shimizu The Grudge, junto con Sarah Michelle Gellar y Jennifer Beals. Otros créditos cinematográficos de la destacada joven actriz incluyen: su papel protagónico en la película del director Rod Hardy December Boys , una historia de iniciación que protagonizó junto con Daniel Radcliffe, rodada en exteriores en Australia; y Restraint, una película de suspenso psicológico que protagonizó junto con Travis Fimmel y Stephen Moyer.

Palmer actualmente es la portavoz de la compañía de cosméticos con sede en Australia, Jurlique. Palmer es oriunda de Adelaida, Australia.