Với vai trò thủ đô, Hà Nội là nơi tập trung nhiều câu lạc bộ thể thao lớn cùng các công trình thể thao quan trọng của Việt Nam. Hiện nay thành phố có một câu lạc bộ bóng đá nam: Hà Nội FC thi đấu tại V.League 1 và hai câu lạc bộ bóng đá nữ: Câu lạc bộ bóng đá nữ Hà Nội I và Câu lạc bộ bóng đá nữ Hà Nội II. Ngoài ra, trong quá khứ, Hà Nội từng có nhiều đội bóng mạnh như Thể Công, Công an Hà Nội, Tổng cục Đường sắt (thành lập năm 1956), Tổng cục Bưu điện (thành lập năm 1957), Phòng không Không quân, Thanh niên Hà Nội, Quân khu Thủ đô, Công nhân Xây dựng Hà Nội. Những vận động viên của Hà Nội luôn đóng vai trò quan trọng trong đoàn thể thao Việt Nam tham dự các kỳ thi đấu quốc tế. Từ năm 2001 đến 2003, các vận động viên của thành phố đã đạt được tổng cộng 3.414 huy chương, gồm: 54 huy chương thế giới, 95 huy chương châu Á, 647 huy chương Đông Nam Á và quốc tế, cùng 2.591 huy chương tại các giải đấu quốc gia.