Der Hamburger Hafen zählt zu den größten Umschlaghäfen weltweit und macht Hamburg zusammen mit dem internationalen Flughafen zu einem bedeutenden Logistikstandort. Wirtschaftlich und wissenschaftlich ist die Metropole vor allem im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik, der Biowissenschaften und der Informationstechnik sowie für die Konsumgüterbranche und als Medienstandort bedeutend. Seit 1996 ist Hamburg zudem Sitz des Internationalen Seegerichtshofs (ISGH).

Hamburg ist mit dem Airbus-Werk im Stadtteil Finkenwerder der größte deutsche, zweitgrößte europäische (nach Toulouse) und weltweit drittgrößte (nach Seattle und Toulouse) Flugzeugbau-Standort.[171] Einige Zulieferer wie Diehl Aerosystems sind ebenfalls in Hamburg aktiv. Der Werft-Standort Hamburg umfasst unter anderem die größeren Firmen Blohm & Voss sowie J. J. Sietas mit den Tochterunternehmen Norderwerft und Neuenfelder Maschinenfabrik, einem der weltweit führenden Hersteller von Schiffskränen. Auch Schiffbau-Zulieferer wie Muehlhan sind in der Hansestadt ansässig. Die Beiersdorf AG hat nicht nur ihren Sitz in Hamburg, sondern produziert dort auch Produkte der Marken Nivea und Tesa. Das Mercedes-Benz-Werk Hamburg der Daimler AG im Stadtteil Heimfeld fertigt Achsen und Komponenten für PKW. Es ging aus dem 1928 gegründeten Vidal & Sohn Tempo-Werk hervor, das u. a. in den 1960er Jahren den Harburger Transporter produzierte. Die Deutschland-Tochter des niederländischen Philips-Konzern, Philips Deutschland GmbH befindet sich in Hamburg, wo unter anderem auch Medizin-Geräte hergestellt werden. Das aus dem Philips-Konzern ausgegliederte Unternehmen NXP Semiconductors produziert im Stadtteil Hausbruch Halbleiter. Im Bereich der Rohstoffverarbeitung sind die Aurubis AG auf der Peute (Europas größte Kupferhütte), Trimet Aluminium sowie das Stahlwerk von ArcelorMittal zu nennen.

Es existieren Erdölraffinerien der Firmen Holborn, H&R Ölwerke Schindler und Nynas. Die Sasol Wax GmbH betreibt im Hamburger Hafen zwei Produktionsstandorte. Das Maschinenbauunternehmen Körber AG hat seinen Sitz in Hamburg. Zu dem Konzern gehört unter anderem Hauni Maschinenbau, Weltmarktführer bei Maschinen und Anlagen für die Tabakindustrie und damit einer von mehreren sogenannten Hidden Champions in der Hansestadt. Zu ihnen gehören auch die Maschinenbauer Harburg-Freudenberger und BW Papersystems Hamburg (als E.C.H. Will in Hamburg gegründet, inzwischen Produktion in Wedel). Die Hamburger Unternehmen Jungheinrich (produziert allerdings im benachbarten Norderstedt und in Lüneburg) und Still stellen (Flur-)Förderfahrzeuge her. Der Klavier- und Flügelhersteller Steinway & Sons fertigt im Stadtteil Bahrenfeld, der Schreibgerätehersteller Montblanc im benachbarten Eidelstedt. Uhren verlassen die Manufaktur des Herstellers Wempe Chronometerwerke. Der Sägen-Hersteller Dolmar produziert in Jenfeld. Der Agrarprodukte-Konzern Archer Daniels Midland besitzt die Ölmühle Hamburg an der Nippoldstraße und die Palmölmühle der früheren Noblee & Thoerl GmbH in Harburg. Nestlé, Cargill und Ingredion betreiben ebenfalls Produktionsstandorte in Hamburg. Die Holsten-Brauerei braut in Hausbruch Biere.

Lediglich mit der Verwaltung, nicht aber mit Produktionsstandorten in Hamburg vertreten sind die Nahrungsmittelhersteller Unilever (Deutschland-Zentrale) und Carl Kühne KG sowie die Windenergieanlagen-Hersteller Senvion und Nordex.