Šiuolaikinis orkestras – tai instrumentinis ansamblis, kuris paprastai yra didesnis ir įvairesnis nei dauguma jo pirmtakų. Paprastai jį sudaro keturios pagrindinės instrumentų sekcijos ir papildomi specialūs muzikantai, atsižvelgiant į repertuaro poreikius. Medinių pučiamųjų ir styginių sekcijose naudojami instrumentai iš esmės yra tokie patys kaip XIX amžiaus ir XX amžiaus pradžios romantizmo eros orkestruose. Keletas instrumentų pakeitimų įvyksta pučiamųjų instrumentų sekcijoje, o ryškiausi šiuolaikinio orkestro skirtumai dažniausiai yra mušamųjų instrumentų sekcijoje.
Įprastą šiuolaikinio orkestro styginių sekciją sudaro smuikai, altai, violončelės ir styginių bosai, kurių skaičius yra panašus į romantizmo eros orkestrus. Kai kurie šiuolaikiniai orkestrai turi šiek tiek mažiau antrinių kėdžių smuikų, tačiau kiti styginių poskyriai iš esmės nesikeičia. Skirtingai nuo daugelio XIX amžiaus styginių skyrių, daugumoje šiuolaikinių orkestrų dirba tik vienas arfininkas, o ne du.
Šiuolaikinio orkestro medinių pučiamųjų sekcijos dažniausiai susideda iš klarnetų A arba B-dur klavišais, o tai skiriasi nuo vėlyvojo romantizmo orkestrų E-plokštuminių klarnetų. Du muzikantai paprastai groja fleita, klarnetu, oboju ir fagotu šiuolaikiniame orkestre, o po tris – ankstesnių amžių orkestruose. Vienas kontrafagotas, vienas anglų ragas ir vienas pikolo paprastai užbaigia likusią medinių pučiamųjų skyrių dalį.
Šio didelio kolektyvo pučiamųjų instrumentų įvairovė kartais mažesnė nei ankstesnių orkestrų. Standartiniai trimito klavišai paprastai yra C klavišai, šiek tiek skiriasi nuo ankstesnių, kurie buvo naudojami C, F, B-plokštumoje. Šiuolaikinis orkestras gali turėti ir šiek tiek mažiau ragų bei trombonų.
Perkusiniai muzikantai šiuolaikiniame orkestre dažnai turi platesnį instrumentų spektrą. Šią sekciją gali sudaryti iki 14 arba 15 skirtingų būgnų tipų, tokių kaip timpanai, būgnas ir bosinis būgnas. Taip pat dažnai pridedami kiti instrumentai, tokie kaip marimba, glockenspiel ir ksilofonas, kad kiekvienas muzikos atlikimas būtų unikalus ir turtingas. Priklausomai nuo atliekamų kūrinių reikalavimų, perkusijos muzikantai taip pat gali pridėti skambesių iš tamburinų, varpelių ir trikampių.
Dėl savo dydžio ir sudėtingumo šiuolaikiniai orkestrai dažniausiai priskiriami simfoniniams, o ne kameriniams orkestrams. Manoma, kad bendrai šio ansamblio struktūrai didelę įtaką padarė kompozitorių reikalavimai. Muzikos kūriniams vis sudėtingėjant, šiuolaikinis orkestras ir toliau tobulėja tiek instrumentų įvairove, tiek muzikanto talento lygiu, kad atitiktų šiuos meninius poreikius.