Historisch war Darmstadt Landeshaupt- und Residenzstadt der Landgrafschaft, des Großherzogtums und des Volksstaats Hessen. Der Ruf als „Zentrum des Jugendstils“ geht unmittelbar auf die 1899 von Großherzog Ernst Ludwig eingerichtete Künstlerkolonie auf der Mathildenhöhe zurück, welche seit 2021 UNESCO-Weltkulturerbe ist. Nach dem Luftangriff während des Zweiten Weltkriegs war ein Großteil der Alt- und Innenstadt zerstört. In der Stadt befinden sich eine Reihe von Hochschulen und Forschungseinrichtungen, wie die 1877 gegründete Technische Universität, die Hochschule Darmstadt, die Evangelische Hochschule und die Wilhelm Büchner Hochschule mit insgesamt circa 50.000 Studierenden. Zu den über 30 weiteren Forschungseinrichtungen gehören das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, das Europäische Raumflugkontrollzentrum (ESA/ESOC), die Europäische Organisation für die Nutzung meteorologischer Satelliten (EUMETSAT) und drei Institute der Fraunhofer-Gesellschaft. Hinzu kommen zahlreiche Unternehmen und Einrichtungen der Kommunikations- und IT-Branche, die angewandte Forschung und Entwicklung betreiben. Dazu zählen unter anderem der zweitgrößte Standort der Deutschen Telekom, die Software AG und mit der Merck KGaA auch ein DAX-Konzern. Die Stadt ist Heimat des Fußball-Zweitligisten SV Darmstadt 98. Darmstadt steht auf Platz 51 der größten Städte Deutschlands.

Der bekannteste Darmstädter Sportverein ist der SV Darmstadt 98, der in der 2. Fußball-Bundesliga spielt und seine Heimspiele im Stadion am Böllenfalltor austrägt. Weitere bekannte Darmstädter Sportvereine sind der DSW 1912 Darmstadt, mit vielen deutschen Meisterschaften einer der erfolgreichen Schwimm- und Triathlonvereine Deutschlands, sowie die Darmstadt Diamonds, eines der ersten American-Football-Teams in Hessen (Stadion am Böllenfalltor und Stadion im Bürgerpark Nord, Rasenplatz). Der RSC Darmstadt ist der einzige süddeutsche Vertreter in der höchsten Spielklasse des Rollhockey. Die Darmstadt Dukes spielen Eishockey in der Eissporthalle. Daneben gibt es zwei Baseballvereine in Darmstadt, die in der Bundesliga spielen oder spielten, die Darmstadt Rockets und die Darmstadt Whippets.

Die Kernbranchen des Darmstädter Wirtschaftslebens sind: der IT-Sektor, Chemie/Pharma, Maschinenbau/Mechatronik, Haarkosmetik sowie die Weltraum- und Satellitentechnik. Ihre Technologie- und Forschungsorientierung charakterisiert die Wirtschaft der Stadt. Die Nähe zu den zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsinstituten ist ein zentraler Standortfaktor, neben der Nähe zum Weltflughafen Frankfurt. Insgesamt gibt es in Darmstadt fast 130.000 Arbeitsplätze, von denen 80.000 bis 100.000 Einpendler sind. Auf dem Gelände des ehemaligen Fernmeldetechnischen Zentralamtes (FTZ) „Am Kavalleriesand“ sind heute mehrere Unternehmensteile der Deutschen Telekom angesiedelt. Hier ist ein großer Gebäudekomplex der T-Systems entstanden, und 2005 wurde der Firmensitz von T-Online nach Darmstadt verlegt und 2006 die Tochtergesellschaft T-Online International AG wieder in den Mutterkonzern Deutsche Telekom integriert. 2015 gliederte die Telekom den Unternehmensbereich aus und veräußerte ihn 2016 an den Außenvermarkter Ströer. In der Folge wurden das Management nach Frankfurt und die Redaktion nach Berlin verlegt, über 100 Beschäftigte verloren am Standort Darmstadt ihren Job. Die Telekom und ihre Tochtergesellschaften sind zweitgrößter Arbeitgeber in der Stadt.