Thành phố trực thuộc tỉnh là 1 đơn vị hành chính tương đương với cấp quận, huyện, thị xã; chịu sự quản lý trực tiếp của Ủy ban nhân dân tỉnh đó. Thường đó cũng là trung tâm hành chính, kinh tế, văn hóa, giáo dục,... của một tỉnh (tỉnh lỵ). Một số thành phố lớn trực thuộc tỉnh còn giữ vai trò làm trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị,... của cả 1 vùng (liên tỉnh). Hiện nay, có 16 tỉnh có hơn 1 thành phố trực thuộc là: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Quảng Ninh, Ninh Bình, Thanh Hóa, Quảng Nam, Khánh Hòa, Lâm Đồng, Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Tháp, An Giang, Hậu Giang, Kiên Giang. Các thành phố: Sông Công, Phúc Yên, Chí Linh, Uông Bí, Cẩm Phả, Móng Cái, Tam Điệp, Sầm Sơn, Hội An, Cam Ranh, Bảo Lộc, Long Khánh, Dĩ An, Thuận An, Vũng Tàu, Sa Đéc, Châu Đốc, Ngã Bảy, Hà Tiên không phải là tỉnh lỵ của các tỉnh trên nhưng giữ vai trò là trung tâm kinh tế, văn hóa của 1 khu vực trong tỉnh hoặc là các trung tâm du lịch, công nghiệp, cửa khẩu quốc tế,...

Thành phố trực thuộc tỉnh có dân số đông nhất là Biên Hòa với hơn 1.100.000 nhân khẩu. Đây cũng là đơn vị hành chính cấp huyện có dân số đông nhất cả nước, tương đương với dân số 2 đô thị loại I trực thuộc Trung ương là thành phố Đà Nẵng, Cần Thơ và cao gấp hơn 3 lần tỉnh có dân số ít nhất là Bắc Kạn với 301.000 nhân khẩu. Thành phố trực thuộc tỉnh có dân số ít nhất là Lai Châu với 42.973 người, chỉ tương đương với thị trấn Phan Rí Cửa (Tuy Phong, Bình Thuận) với dân số 45.805 người.

Thành phố trực thuộc tỉnh có diện tích lớn nhất là Hạ Long với 1.119,12 km² còn thành phố trực thuộc tỉnh có diện tích nhỏ nhất là Sầm Sơn với 44,94 km².