Der Bau des Handelshafen verändert die einst beschauliche Region bei Ober- und Untertürkheim zu einer modernen Industriemetropole. Der Hafenbau erfolgt in zwei Schritten: Zwischen 1955 und 1958 sowie eine Erweiterung in den Jahren 1966 und 1968. Im Zuge der Baumaßnahmen war auch eine Verlegung des Flussbetts erforderlich (s. Abbildung).
Für den Ausbau war ab 1921 die Neckar-AG in Stuttgart zuständig. Sie hatte den Auftrag den Neckar von Mannheim bis Plochingen zur Großschifffahrtsstraße auszubauen. Ursprünglich geplant als reiner Umschlagplatz für Rohstoffe wie Kohle, Kies, Sand und Rohöl, hat sich der Hafen Stuttgart den heutigen wirtschafts- und verkehrspolitischen Anforderungen angepasst und weiterentwickelt.
Die Hafenanlage besteht aus drei Hafenbecken mit einer Wasserfläche von insgesamt 31 Hektar. Die Infrastruktur verbraucht über 6 Kilometer befestigtes Ufer sowie 8 Kilometer Straßen und 37 km Gleise für die eigens installierte Hafenbahn. Von der einstigen landschaftstypischen Neckartalaue ist somit nur wenig geblieben.
Auf dem Hafengelände haben sich sich etwa 50 Unternehmen mit 2.500 Arbeitsplätzen angesiedelt. Der Hafen Stuttgart ist eine Beteiligungsgesellschaft der Landeshauptstadt Stuttgart in der Rechtsform einer GmbH. Betrieben wird er nach dem sog. „Heilbronner System“. Das bedeutet, dass Hafengrundstücke, Hafenbecken, Hafenbahnanlagen u. a. im Eigentum der Hafen Stuttgart GmbH (HSG) stehen.
Die öffentlichen Häfen am Neckar sind sogenannte trimodale Güterverkehrszentren. Das heißt, alle drei Transportmittel – Binnenschiff, Bahn und LKW – treffen dort aufeinander und tauschen ihr Frachtgut aus.