Die Heidelberger Philharmoniker prägen seit 1889 als städtisches Orchester mit zahlreichen Opernvorstellungen und Konzerten das Musikleben der Stadt. Für die Spielzeiten 1994|95 und 2006|07 wurde das Orchester vom Deutschen Musikverleger-Verband mit dem Preis für das »Beste Konzertprogramm« ausgezeichnet. Konzertreisen führten das Orchester in den letzten Jahren in die Kölner Philharmonie, nach Antwerpen und nach Ravenna. Die Konzerte werden regelmäßig vom Deutschlandfunk und vom SWR mitgeschnitten.

Das Philharmonische Orchester Heidelberg zeichnet sich durch seine stilistische Flexibilität aus. Seit 2006 beschäftigen sich die Philharmoniker im Rahmen des Festivals Winter in Schwetzingen mit historischer Aufführungspraxis. Eine lange Tradition hat das Engagement für Neue Musik: Mehrere Werke wurden vom Philharmonischen Orchester uraufgeführt und sind diesem gewidmet. Seit 2005 arbeitet das Orchester mit einem jährlich wechselnden »Komponisten für Heidelberg« intensiv zusammen.

Einen besonderen Stellenwert hat die Musikvermittlung. Eine Familienkonzert-Reihe wird unter anderem durch Piccolo- und Kinderkonzerte sowie durch ein Jugendkonzert ergänzt. Außerdem engagieren sich die Orchestermitglieder in Schulen und Kindergärten und sind dort häufig zu Gast. Das Jugendprojekt »Rap It Like Heidelberg« wurde 2010 vom Deutschen Musikrat mit dem 1. Preis beim Wettbewerb zum »Tag der Musik 2010« ausgezeichnet. Zusätzlich präsentieren sich die Mitglieder des Orchesters regelmäßig in wechselnden Formationen in Kammerkonzerten.

Als Generalmusikdirektoren der Stadt Heidelberg leiteten zuletzt Yordan Kamdzhalov, Cornelius Meister, Volker Christ und Thomas Kalb das Philharmonische Orchester. Der ehemalige Generalmusikdirektor Mario Venzago ist seit 2007 der erste Ehrendirigent des Orchesters. Im Jahr 2014 feierte das Orchester sein 125-jähriges Bestehen.
Ab der Spielzeit 2015|16 wird Elias Grandy die Position des Generalmusikdirektors einnehmen. Heute ist das Philharmonische Orchester Heidelberg in Einheit mit dem Theater der Stadt Heidelberg unter Intendant Holger Schultze, fester Bestandteil des Heidelberger Musiklebens.