Điều III của Hiến pháp Hoa Kỳ quy định những trường hợp được đưa ra xét xử trước toà tối cao cũng như nhiệm kỳ của thẩm phán toà tối cao. Khoản I viết "Quyền tài phán của Hoa Kỳ được dành cho một toà tối cao", và ấn định nhiệm kỳ trọn đời cho các thẩm phán của toà án này, "trong khi họ có tư cách tốt"[1] (nghĩa là các thẩm phán có thể bị luận tội nhưng không thể bị cách chức vì các lý do khác), và lương bổng của họ cũng không bị cắt giảm khi đang nhiệm chức. Những quy định này của Hiến pháp là nhằm bảo vệ tính độc lập của các thẩm phán khi đưa ra các phán quyết.

Điều III dành cho toà tối cao quyền xét xử tất các vụ án liên quan đến luật pháp và luật bất thành văn theo hiến pháp, các luật của Hoa Kỳ và các hiệp ước; tất cả vụ án liên quan đến các đại sứ, bộ trưởng và các lãnh sự; tất cả vụ án về các vùng biển; các vụ tranh chấp mà Hoa Kỳ là một bên; các tranh tụng giữa hai hay nhiều tiểu bang; giữa một tiểu bang và các công dân thuộc các tiểu bang khác...

Như vậy, thẩm quyền tài phán của toà tối cao được giới hạn trong các vụ án hoặc tranh tụng trong phạm vi luật liên bang. Toà án liên bang có thể xét xử các vụ tranh tụng giữa công dân của các bang khác nhau. Trong trường hợp này, tòa liên bang, bao gồm toà tối cao, phán quyết theo luật tiểu bang. Thí dụ, một cư dân Texas có thể kiện một công ty ở California vi phạm luật bang Texas.

Đa số các trường hợp được đem ra trước Tòa án tối cao là các vụ kháng án, chuyển đến từ các toà tối cao tiểu bang hay các toà liên bang.

Tuy không được ghi trong hiến pháp, toà tối cao, cũng như tất cả tòa liên bang, được công nhận quyền tài phán chung thẩm. Vào năm 1803 trong vụ án Marbury chống Madison, toà tối cao đã vô hiệu hoá một số đạo luật được thông qua bởi Quốc hội, cho rằng Quốc hội đã vượt quá quyền hiến định của mình. Trong vụ Fletcher chống Peck (1810) lần đầu tiên toà tối cao đã phán quyết một đạo luật được thông qua bởi một viện lập pháp tiểu bang là vi phạm hiến pháp, nhân đó mở rộng quyền tài phán của toà tối cao đến các đạo luật và nghị định của chính quyền tiểu bang. Dù ít được sử dụng trong thời gian đầu, quyền này lại được toà tối cao hành xử thường xuyên trong những thập niên gần đây.

Hiến pháp không quy định số lượng thẩm phán cho Tòa án tối cao, Quốc hội thực thi quyền này. Lúc đầu, tổng số thẩm phán được Đạo luật Judiciary năm 1789 ấn định là sáu người. Khi đất nước được mở rộng, con số thẩm phán của tòa tối cao gia tăng dần theo số lượng tòa án khu vực. Năm 1807, số thẩm phán là bảy người, lên đến chín người năm 1837, rồi mười người năm 1863. Đến năm 1866, vì không muốn phê chuẩn các bổ nhiệm của Tổng thống Andrew Johnson, Quốc hội thông qua đạo luật Judicial Circuits, theo đó sẽ không bổ nhiệm người thay thế cho ba thẩm phán sắp về hưu; như thế, số thẩm phán dần dà chỉ còn lại bảy người; một vị trí bị huỷ bỏ năm 1866, vị trí thứ hai năm 1867. Trước khi chiếc ghế thứ ba bị dời đi, Quốc hội đã kịp thông qua luật Circuit Judges năm 1869, ấn định số thẩm phán ở con số chín (một chánh án và tám thẩm phán), con số này được duy trì cho đến ngày nay.

Với dự luật Cải tổ Tư pháp năm 1937, Tổng thống Franklin D. Roosevelt muốn mở rộng tòa tối cao, cho phép tổng thống bổ nhiệm thêm một người cho mỗi thẩm phán đã đến tuổi bảy mươi mà không muốn về hưu, như vậy số thẩm phán có thể lên đến tối đa là mười lăm người. Có vẻ như tổng thống muốn làm giảm bớt gánh nặng trên vai các thẩm phán cao tuổi, nhưng nhiều người tin rằng Roosevelt chỉ muốn đem vào tòa tối cao những người ủng hộ chính sách New Deal của ông. Trước đây, New Deal đã bị Tòa án tối cao tuyên bố là vi hiến. Đề án này của Roosevelt không được quốc hội thông qua. Dù vậy, thời kỳ lâu dài của Roosevelt tại Tòa Bạch Ốc cho phép ông bổ nhiệm tám thẩm phán (chỉ sau George Washington), và đưa một thẩm phán lên vị trí Chánh án Tòa án Tối cao.[2]