Nykyaikaisen sinfoniaorkesterin muodostavat erilaiset soitinryhmät. Suurin ryhmistä on jousisoittimet. Jousisoittimia on yli puolet koko orkesterin soittimista. Nykyisiä orkesterin jousisoittimia ovat viulut, alttoviulut, sellot ja kontrabassot. Toisen soitinryhmän muodostavat puupuhaltimet: oboet, klarinetit, fagotit ja huilut. Kolmantena suurena ryhmänä orkesterissa ovat vaskipuhaltimet: trumpetit, käyrätorvet, pasuunat ja tuuba. Muita tärkeitä orkesterisoittimia ovat patarumpu, piano ja harppu. Orkesteria voidaan täydentää muilla näiden soitinten sukulaissoittimilla, vaikkapa piccolohuilulla tai ksylofonilla.

Syntymästään 1600-luvulta asti orkesteri on paisunut yhä suuremmaksi kokonaisuudeksi. Sen kasvuun ovat vaikuttaneet soittimien tekninen kehitys ja säveltäjien tapa säveltää yhä monimutkaisempia ja vivahteikkaampia kokonaisuuksia.