Orkestra terdiri dari berbagai macam musisi yang biasanya berkumpul bersama untuk memainkan musik klasik. Jumlah spesifik musisi ditentukan oleh jenis orkestra dan sumber daya yang tersedia untuk merekrut pemain. Orkestra umumnya dipecah menjadi empat kelompok, yang masing-masing memainkan keluarga instrumen yang berbeda. Kelompok orkestra ini termasuk string, woodwinds, kuningan dan perkusi. Susunan kelompok-kelompok ini dapat sangat bervariasi tergantung pada ukuran ruang konser dan jenis musik yang dibawakan.
Alat musik gesek adalah yang paling terlihat dari kelompok orkestra, karena biasanya diatur di depan panggung konser. Senar termasuk biola, biola, cello dan double bass. Instrumen ini menampilkan beberapa senar yang direntangkan di sepanjang badan kayu berlubang. Suara dihasilkan ketika busur ditarik melintasi senar dan beresonansi melalui kayu. Bagian string adalah grup terbesar dan menyediakan instrumentasi dasar untuk banyak komposisi musik.
Bagian tiup kayu adalah salah satu dari tiga kelompok orkestra yang lebih kecil, dan biasanya ditempatkan di tengah panggung di belakang senar. Klarinet, seruling, piccolos, obo, English horns, bass clarinets, bassoons dan contra-bassoons adalah alat musik tiup kayu yang biasa terlihat dalam sebuah orkestra. Pemain tiup kayu tampil dengan meniup instrumen mereka dan memodifikasi akustiknya dengan seperangkat kunci yang diatur sepanjang instrumen. Beberapa alat musik tiup kayu, seperti klarinet, sebagian dibuat dari kayu, sementara yang lain seluruhnya terbuat dari logam.
Instrumen kuningan langsung dikenali karena permukaannya yang sangat halus dan suaranya yang kaya. Bagian kuningan umumnya duduk di belakang alat musik tiup kayu, dan instrumen dari kedua kelompok orkestra ini dimainkan dengan cara yang sama, dengan pemain menghasilkan suara dengan menghembuskan napas ke dalam tabung hampa. Instrumen kuningan termasuk terompet, terompet Prancis, trombon, dan tuba. Beberapa instrumen ini cukup besar dan mampu menghasilkan suara bass yang menggelegar.
Bagian perkusi umumnya yang terkecil dari kelompok orkestra dan paling bervariasi antara karya yang berbeda. Drum, timpani, xylophone, lonceng, dan instrumen lainnya termasuk dalam bagian ini. Alat musik ini dimainkan dengan cara dipukul dengan semacam tongkat atau dipukul pada bagian alat musik secara bersamaan, seperti dengan simbal. Beberapa komposisi meminta seseorang untuk memainkan beberapa jenis instrumen perkusi yang berbeda selama pertunjukan. Bagian perkusi biasanya diatur di sepanjang bagian belakang panggung, di belakang pemain lainnya.
Sementara empat bagian ini mewakili grup orkestra utama, ada instrumen lain yang mungkin muncul di panggung konser. Instrumen seperti harpa, piano dan organ sering ditampilkan dalam karya orkestra, tetapi umumnya tidak diatur bersama dengan kelompok orkestra lainnya. Instrumen-instrumen ini dapat muncul di berbagai bagian panggung, tergantung pada kepentingannya terhadap komposisi. Pianis unggulan akan sering bermain di depan orkestra, sementara pemain kecil mungkin muncul di samping atau belakang.
Selain pembagian orkestra berdasarkan instrumen, orkestra juga dapat dikelompokkan berdasarkan ukuran dan gaya. Orkestra simfoni — atau philharmonic — umumnya merupakan kelompok besar dengan beberapa lusin anggota. Pada 2011, misalnya, Nashville Symphony di Tennessee memiliki sekitar 85 anggota, sedangkan Boston Symphony Orchestra di Massachusetts memiliki jumlah 100 anggota. Orkestra kamar biasanya lebih kecil, dengan hanya beberapa lusin anggota. Pengelompokan lain menjadi lebih kecil, dengan ansambel biasanya hanya terdiri dari beberapa anggota atau sedikit lebih dan kuartet terdiri dari empat anggota yang didefinisikan dengan jelas.