Sør-Trøndelag grenser mot Hedmark og Oppland i sør, mot Nord-Trøndelag i nord og mot Møre og Romsdal i vest. Fylket grenser også til Jämtlands län i Sverige. Den største byen i Sør-Trøndelag er Trondheim, som også er fylkets administrasjonssenter. Sammen med Nord-Trøndelag, utgjør Sør-Trøndelag Nidaros bispedømme.
Sør-Trøndelag fylkeskommune er inndelt i 25 kommuner, og fylkets samlede areal er på 18 848 kvadratkilometer. Fylket har tre byer: Trondheim, Brekstad og Orkanger. Røros regnes ikke som en by, men en bergstad. Innbyggertallet i Sør-Trøndelag er 306 200. Omtrent 59 % av fylkets innbyggere bor i Trondheim.
Det høyeste fjellet i Sør-Trøndelag er Storskrymten (1985 moh). Den lengste elven i fylket er Orkla, og den høyeste fossen er Henfallet i Tydal. Fylkets største øy er Hitra. Sør-Trøndelags fylkesblomst er reinrose, og fylkesfuglen er havørn, som det finnes mye av i kystområdene i fylket. Fylket har også en egen fylkesstein, som heter Trondhjemitt. Sør-Trøndelag har to flyplasser: Røros lufthavn og Ørland lufthavn. Trondheim lufthavn, Værnes, ligger i Nord-Trøndelag fylke.
Naturen i Sør-Trøndelag er variert, fra fjellområder i innlandet, til øyer og en lang kyststripe i vest. Fylket har også mye skog og store jordbruksområder. Sør-Trøndelag er også rikt på historie og historiske steder og minnesmerker. Et av de viktigste historiske stedene i fylket, er Nidarosdomen i Trondheim, som er Norges største katedral. Andre populære reisemål i fylket er Munkholmen, Ringve Museum, Røros, Dovrefjell, Trollheimen og Oppdal, som er det viktigste vintersportsstedet i Sør-Trøndelag. Sør-Trøndelag fylke ble opprettet i 1804.
Sør-Trøndelag har et rikt idrettsliv, og mange idrettsfolk fra fylket har hevdet seg både på nasjonalt og internasjonalt nivå. Tidligere idrettsutøvere fra fylket inkluderer skøyteløper Eskil Ervik, skihopper Tommy Ingebrigtsen og fotballspillere som Roar Strand, Odd Iversen og Steffen Iversen.
Odd Iversen er en av de mest legendariske norske spillerne noen sinne, og også sønnen Steffen Iversen hadde en lang karriere med mange høydepunkter. Roar Strand er den norske spilleren som har spilt nest flest kamper i den øverste divisjonen. Rosenborg Ballklubb (RBK) har fått fram mange gode spillere fra fylket, og dagens lag har også mange spillere fra Sør-Trøndelag.
Vintersport står også sterkt i fylket. Skiskytteren Emil Hegle Svendsen, som kommer fra Trondheim, er en av verdens beste og mest stabile skiskyttere. Han er også en av de favorittippende utøverne i verdenscupen i skiskyting 2014-2015. Svendsen har tatt elleve gullmedaljer og fire sølvmedaljer i VM, og vunnet tre olympiske gullmedaljer, samt en olympisk sølvmedalje. Han har også vunnet verdenscupen sammenlagt og tatt mange verdenscupseiere.
Marit Bjørgen er en annen stor stjerne som kommer fra Sør-Trøndelag. Hun er en av de mestvinnende norske idrettsutøverne, og kan vise til medaljer både fra VM, OL og NM. I tillegg har hun tatt mange enkeltseiere i verdenscupen og vunnet verdenscupen sammenlagt tre ganger. I tillegg til dette har hun vunnet sprintverdenscupen fire ganger og distansecupen fire ganger. Hun har også tatt flere individuelle verdencupseiere enn noen annen langrennsløper, og hun er fortsatt aktiv, slik at antallet seiere antakelig vil øke.
Det er gode muligheter til å drive med skisport i Sør-Trøndelag. Hoppanlegget i Granåsen holder verdensklasse, og er treningssted for både hoppere og kombinertutøvere. Granåsen brukes også til internasjonale konkurranser, og i mars 2015 skal Granåsen arrangere verdens første kombinertrenn på snø for kvinner. Dermed er Granåsen med på å skape historie.