Vzhledem k průmyslové tradici regionu zde má stále dominantní postavení zejména zpracovatelský průmysl. Převládá strojírenství (KRÁLOVOPOLSKÁ, společnosti skupiny ZKL, Zetor, ČDK Blansko a.s., ABB s.r.o), elektrotechnický a elektronický průmysl (Thermo Fisher Scientific, TESCAN Brno, Siemens, odštěpný závod Industrial Turbomachinery, Siemens Electric Machines). Tato odvětví spolu s navazujícím kovodělným průmyslem tvoří 20 procent soukromé sféry krajské ekonomiky (Regionální inovační strategie Jihomoravského kraje 2014-2020, 2014).
V posledních letech dochází v kraji, především však v Brně, k dynamickému rozvoji oboru informačních technologií. Významná část IT firem, jako například Y Soft Corporation, Red Hat Czech a SolarWinds Czech, se specializuje na vývoj podnikového softwaru a oblast informační bezpečnosti. Propojení IT sektoru s tradiční průmyslovou specializací kraje vytváří příznivé prostředí pro rozvoj nejmodernějších technologií. Pochází odsud také světoznámá antivirová firma Avast Software.
K tradičním odvětvím, zejména pak v jižních oblastech regionu, se řadí zemědělství (vinařství, ovocnářství a zelinářství). Téměř 60 procent celkové rozlohy kraje tvoří zemědělská půda, na které se nachází více než 90 procent plochy tuzemských vinic. Ty představují významný hnací motor ekonomiky především na Znojemsku (ZNOVÍN ZNOJMO, Vinařství LAHOFER, Vinné sklepy Lechovice) a Břeclavsku (Vinařství U Kapličky).
Moravská metropole Brno je nejen ekonomickým a kulturním centrem kraje, ale také významným centrem vysokého školství, vědy, výzkumu a inovací. V rámci celorepublikového srovnání má největší poměr studentů vysokých škol k celkovému počtu obyvatel (Statutární město Brno, 2017). Co se přítomnosti a rozsahu výzkumných zařízení týče, zaujímá Brno druhé místo hned po Praze.
Ve městě i kraji sídlí řada vědecko-výzkumných center mezinárodního významu (CEITEC – Středoevropský technologický institut, FNUSA-ICRC – Mezinárodní centrum klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny). Své výzkumné kapacity sem navíc přesouvají tuzemské i přední světové firmy. Příkladem je firma Honeywell, která do Brna umístila své globální vývojové centrum. Jeho největší část tvoří průmyslový výzkum a vývoj v oblasti technologií pro letectví a dopravní systémy.
V Jihomoravském kraji se nachází také několik pracovišť Akademie věd ČR, vědecko-technické parky, inovační centra a podnikatelské inkubátory. Ty poskytují zázemí pro rozvoj vyspělých i začínajících firem, a to včetně inovativních start-upů.