Savu motoru sporta karjeru Gloks uzsāka 15 gadu vecumā, 1998. gadā. Viņš uzvarēja vairākās kartingu sacensībās, kā arī BMW ADAC Formula Junior kausā 2001. gadā. Savā pirmajā Vācijas F3 sezonā (2002. gadā) viņš pabeidza sezonu kā trešais kopvērtējumā un kļuva par gada debitantu. 2003. gadā vācietis piedalījās F3 Eirosērijā.
Formula 1: Jordan (2004)
Formula 1 čempionātā Timo Gloks pirmoreiz nokļuva, aizvietojot Džordžo Pantano, kurš vairs nespēja apmaksāt braukšanu Jordan komandā. Gloku atbalstīja loģistikas kompānija Deutsche Post, kuriem bija pietiekami daudz naudas, lai vācu pilots spētu debitēt šajās sacīkstēs. Jau pirmajā sacīkstē, Kanādas Grand Prix, viņš guva punktus — lai gan finišēja 11. vietā, tomēr Williams un Toyota braucēji tika diskvalificēti un Glokam ieskaitīja 7. vietu. Kopumā šai sezonā viņš piedalījās četrās sacīkstēs, sezonas pēdējos trīs posmos vairs negūstot punktus.
Champ Car un GP2 (2005–2007)
2005. gadā viņš brauca Champ Car, bet nākamajā sezonā atkal pietuvojās F1, kļūstot par GP2 pilotu. 2006. gada GP2 sezonā viņš kopvērtējumā ieņēma 4. vietu.
Viņš turpināja braukt GP2 arī 2007. gadā, paralēli kļūstot par vienu no BMW Sauber F1 komandas testpilotiem. Pēc Roberta Kubicas avārijas 2007. gada Kanādas Grand Prix un gūtā savainojuma viņam radās iespēja atgriezties F1, tomēr Gloka vietā komanda par Kubicas aizstājēju izvēlējās Sebastiānu Fetelu, kuram tā bija debija F1.
2007. gada GP2 sezona viņam izvērtās veiksmīga un ar 11 punktu pārsvaru pār tuvāko sekotāju Lukašu di Grasi Gloks kļuva par trešo čempionu GP2 vēsturē.
Formula 1: Toyota (2008–2009)
2007. gada 2. novembrī vācu laikrakstā Bild bija informācija, ka Gloks ir noslēdzis līgumu ar Toyota par 7 miljoniem USD, tomēr BMW Sauber vadītājs Mario Teisens paziņoja, ka komandai joprojām ir līgums ar Gloku un viņš netiks atdots par velti. 16. novembrī Līgumu atzīšanas birojs paziņoja, ka Gloks drīkst pāriet uz Toyota komandu un 19. novembrī viņš to oficiāli izdarīja. Tādējādi vācietis pievienojās pārējiem diviem GP2 čempioniem, N. Rosbergam un L. Hamiltonam, kuri nākamajā sezonā pēc sava titula iekļuva Formula 1. Par Gloka komandas biedru kļuva Jarno Trulli.
Gloks pirmoreiz goda pjedestālu izcīnīja 2008. gada Ungārijas Grand Prix, kad viņš finišēja otrais. Sezonas kopvērtējumā viņš ieņēma 10. vietu, kas ir viņa karjeras augstākais rezultāts.
Nākamajā, 2009. gada sezonā viņš divas reizes kāpa uz goda pjedestāla, Eiropas Grand Prix viņš pirmo reizi karjerā uzstādīja sacīkstes ātrāko apli, bet Singapūras Grand Prix izcīnīja otro vietu, kas arī ir līdz šim pēdējais Gloka punktu finišs F1 karjerā. Nākamajā posmā, Japānas Grand Prix, viņš nepiedalījās piektdienas treniņos slimības dēļ, savukārt kvalifikācijā piedzīvoja avāriju, tās rezultātā izlaižot sacīksti kājas traumas dēļ. Nedēļu vēlāk atklājās, ka viņš ir guvis arī skriemeļu traumu un tika paziņots, ka sezonas atlikušajās divās sacīkstēs Gloks nepiedalīsies. Kopvērtējumā — atkal 10. vieta.
Pēc sezonas beigām Toyota atsauca dalību no F1, tādēļ Gloks parakstīja līgumu ar Virgin Racing uz diviem gadiem.
Formula 1: Virgin, Marussia (2010–2012)
2010. gadā viņa komandas biedrs bija di Grasi. Gloka augstākais finišs bija 14. vietā. 2011. gada sezonā komandas nosaukums bija Marussia Virgin Racing, Gloka komandas biedrs bija Žeroms d'Ambrosio, sezonas augstākais finišs — 15. vietā.
2012. gada sezonā komandu pārdēvēja par Marussia F1 Team, par Gloka komandas biedru kļuva Šarls Piks. Sezonas gaitā Marussia iesaistījās sīvā cīņā ar Caterham par 10. vietu konstruktoru kausa kopvērtējumā, un komandai īpaši noderīga bija Timo Gloka izcīnītā 12. vieta sezonas 14. posmā, Singapūras Grand Prix, kas arī bija Gloka augstākais finišs šai sezonā, tomēr pēdējā posmā Caterham pilots Vitālijs Petrovs ieņēma 11. vietu, trasē apsteidzot Gloka komandas biedru Šarlu Piku, un Marussia zaudēja 10. vietu konstruktoru kausa kopvērtējumā, līdz ar to zaudējot arī būtisku finansējumu.[1]
Lai gan Glokam bija noslēgts līgums līdz 2014. gadam, 2013. gada janvārī komanda paziņoja, ka Timo Gloks pamet komandu pēc abpusējas vienošanās,[2] neparasti atklāti paziņojot, ka nevar atļauties Glokam maksāt algu, tā vietā nolīgstot "maksas braucējus" ar saviem sponsoriem.[3]
DTM (2013–)
Pēc līguma izbeigšanas ar Marussia F1 Team viņam uzreiz tika piedāvāta vieta DTM sacīkšu sērijas BMW komandā.[4]
Formula 1 rezultāti
Apzīmējumi
Krāsa
Rezultāts (saīsinājums)
Zelts
Uzvarētājs
Sudrabs
2. vieta
Bronza
3. vieta
Zaļš
Finišs punktos
Zils
Finišs bez punktiem Finišējis, bet nav klasificēts (NC)