Der Stuttgarter Hauptbahnhof ist der größte Regional- und Fernbahnhof in Stuttgart, Hauptknoten des Stuttgarter S-Bahn-Verkehrs und, neben der Haltestelle Charlottenplatz, wichtigster Knotenpunkt der Stuttgarter Stadtbahn.
Unter anderem aufgrund seines charakteristischen Bahnhofsturms besitzt das Bahnhofsgebäude einen hohen Wiedererkennungswert und gilt als eines der Wahrzeichen Stuttgarts.
Im Rahmen des Projekts Stuttgart 21 ist geplant, einen unterirdischen Durchgangsbahnhof zu errichten. Dabei sollen die Seitenflügel des Gebäudes und die bisherigen Bahnanlagen abgerissen werden. Die Bauarbeiten haben am 2. Februar 2010 begonnen und sollen bis Ende 2019 andauern. Das Alternativkonzept Kopfbahnhof 21 sieht die Erhaltung und Modernisierung des Kopfbahnhofs vor.