Významný český reportážní a dokumentární fotograf. Proslavil se svými fotografiemi z válečného totálního nasazení. Fotografii se věnoval velmi záhy – když své první fotografie úspěšně publikoval v prvorepublikovém tisku, bylo mu sotva šestnáct let. V té době pracoval jako laborant a asistent ve fotografickém ateliéru Karla Hájka, ve vydavatelství a tiskárně nakladatelství Melantrich v Praze. V období 1939–1940 studoval na Státní grafické škole v Praze. Ve stejném období spolupracoval s časopisy Ahoj, Pestrý týden, Zdroj a mnoha dalšími. V průběhu válečných let, ale i po osvobození, spolupracoval s mnoha předními českými fotografy, mezi které patřili především Karel Ludwig, Václav Chochola a Karel Hájek.

Tmej se převážně věnoval reportážní fotografii a specializoval se na divadelní fotografii a balet. Patřil mezi fotografy, kteří se věnovali portrétním fotografiím herců, hudebníků, sportovců. Spolupracoval v tomto směru zejména s Národním divadlem v roce 1941, po osvobození od roku 1945 do roku 1948, většinou s jeho tiskovou službou. Pracoval rovněž pro Lucernafilm a s Divadlem E. F. Buriana /D34/. V letech 1948–1978 s výjimkou let 1958–1965, kdy byl vězněn komunistickým režimem, byl fotografem Státního souboru písní a tanců. Zvláštní atmosféru svého totálního nasazení během války v letech 1943–1944 zachytil v unikátním souboru fotografií vydaných knižně krátce po osvobození v roce 1945 pod názvem: Abeceda duševního prázdna /1945/. V roce 1944 se Zdeňku Tmejovi podařilo uprchnout z totálního nasazení a skrýval se v Praze. S fotoaparátem v ruce se během květnové revoluce pohyboval v okolí barikád a míst probíhajících bojů. Společně s fotografy Ludwigem a Chocholou se krátce po skončení války vydal na dobrodružnou cestu po poraženém Německu. Po roce 1965 se souběžně věnoval reklamní fotografii a dokumentování demolic v pražských Vysočanech.

Zastoupen je ve sbírkách Uměleckoprůmyslového muzea v Praze, Národního divadla a pražského Divadelního ústavu. O Tmejovi a jeho přátelích – fotografech Karlu Ludwigovi a Václavu Chocholovi natočila Věra Chytilová dvoudílný dokumentární film: Vzlety a pády /2000/.