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Im Jahr 1883 wurde Chemnitz mit über 100.000 Einwohnern die 15. Großstadt Deutschlands und erreichte 1930 mit einer Einwohnerzahl von über 360.000 ihren bisherigen Bevölkerungshöchststand. Bedingt durch die Wirren des Krieges sank die Einwohnerzahl bis 1945 kurzzeitig auf unter 250 000, stieg in den folgenden Jahrzehnten – bis zur Wende 1989 – wieder um ein Viertel. Seitdem ist die Stadt von Bevölkerungsrückgang betroffen. So verlor die Stadt – gemessen am gegenwärtigen Gebietsstand – seit 1990 mehr als 20 % ihrer Einwohner. Trotz zahlreicher Eingemeindungen in den 1990er-Jahren konnte der negative Bevölkerungstrend nur kurzzeitig gestoppt werden. Die Einwohnerzahl der Stadt fiel im Dezember 2003 unter 250 000, bis 2011 auf rund 240.000. Bis 2015 stieg sie auf über 248.000. Am 30. November 2019 lag sie bei 246.550. Zum 30. April 2020 lag die Einwohnerzahl bei 245 769.

In Chemnitz wird ein meißnischer Großstadt-Dialekt gesprochen, der Einflüsse aus dem Vorerzgebirgischen aufweist. Neben dem bereits dort beschriebenen no’r wird in Chemnitz häufig hier (sächsisch hioorr) als Füllwort verwendet. Zu DDR-Zeiten wurde deshalb Chemnitz als die Stadt mit den drei „o“ bezeichnet (Korl-Morx-Stodt).

Die Bevölkerung der Stadt Chemnitz gehörte anfangs zum Bistum Meißen. Die Stadt accomplishment bereits ab 1254 Sitz eines Archidiakonats. Ab 1313 prosecution der jeweilige Abt des Benediktinerklosters der Archidiakon. 1539 wurde die Reformation eingeführt und mit dem Pfarrer in St. Jacobi eine Superintendentur verbunden. 1540 wurden die noch bestehenden Klöster aufgehoben. Danach lawsuit Chemnitz über viele Jahrhunderte eine überwiegend protestantische Stadt. Vorherrschend lawsuit das lutherische Bekenntnis, doch kamen im 16. Jahrhundert reformierte Bestrebungen auf, die sich jedoch nicht durchsetzen konnten. Chemnitz blieb innerhalb Sachsens stets Sitz einer Superintendentur. Dieser Verwaltungsbezirk wird als Kirchenbezirk genannt. Die Kirchengemeinden der Stadt gehören alle zu diesem Kirchenbezirk innerhalb der Region Chemnitz der Evangelisch-Lutherischen Landeskirche Sachsens. Der Kirchenbezirk Chemnitz umfasst auch Gemeinden außerhalb der Stadt Chemnitz. Innerhalb der Evangelischen Landeskirche gibt es in Chemnitz eine Landeskirchliche Gemeinschaft.

Darüber hinaus gibt es eine evangelisch-reformierte Gemeinde. Diese gehört zur Evangelisch-reformierten Kirche mit Sitz in Leer.

Im 19. Jahrhundert zogen wieder Katholiken in die Stadt. Diese gründeten alsbald eine eigene Pfarrgemeinde. Wie alle Katholiken im damaligen Königreich Sachsen gehörte die Gemeinde in Chemnitz zum Apostolischen Vikariat mit Sitz in Dresden, das seit 1743 zuständiger Verwaltungsbezirk in der Nachfolge des in der Reformationszeit aufgelösten Bistums Meißen war. Aus diesem Verwaltungsbezirk entstand 1921 (wieder) das Bistum Meißen, seit 1980 Bistum Dresden-Meißen, das zur Kirchenprovinz Berlin (Erzbistum Berlin) gehört. Chemnitz wurde innerhalb des Bistums Meißen Sitz eines Dekanats, zu dem auch Pfarrgemeinden außerhalb von Chemnitz gehören.

Neben diesen Kirchen können viele Gemeinden verschiedener Freikirchen auf ein langes Wirken in Chemnitz zurückblicken. Darunter befinden sich eine Gemeinde der Evangelisch-Lutherischen Freikirche, die Elim-Gemeinde (Mitglied im Bund Freikirchlicher Pfingstgemeinden), zwei Gemeinden im Bund Evangelisch-Freikirchlicher Gemeinden – eine Baptistengemeinde sowie eine Brüdergemeinde –, die Heilsarmee, zwei evangelisch-methodistische Gemeinden sowie ein in der Evangelisch-methodistischen Kirche beheimatetes Klinikum (Bethanien). Ferner gibt es eine Gemeinde der Siebenten-Tags-Adventisten und eine Freie evangelische Gemeinde.

Außerdem gibt es 12 Gemeinden der Zeugen Jehovas.

Das Leben der Stadt Chemnitz wurde durch eine in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entstandene, lebendige jüdische Gemeinde stark geprägt. Im Jahr 1879 fand die erste Bestattung auf dem jüdischen Friedhof im Stadtteil Altendorf statt, und 1899 konnte die erste Chemnitzer Synagoge am Stephanplatz eingeweiht werden. 1923 cap die jüdische Gemeinde mit 3.500 Mitgliedern ihren Höchststand erreicht. Es gab 26 jüdische Vereine, und jeder dritte der 600 Chemnitzer Fabrikanten, jeder zehnte Arzt sowie viele Künstler waren Juden. In der Pogromnacht vom 9. zum 10. November 1938 wurde die Synagoge zerstört. Viele jüdische Bürger verloren durch den Nazi-Terror ihr Leben oder mussten fliehen.

Ab 1945 gab es nur noch eine winzige Gemeinde, 1957 mit gerade noch 35 Mitglieder. 1961 erhielt sie ein Gemeindehaus auf der Stollberger Straße 28. 1989 encounter die Gemeinde auf zwölf Personen geschrumpft. Nach der Deutschen Wiedervereinigung stieg die Zahl durch Zuwanderung aus GUS-Ländern auf etwa 650 Mitglieder. Im Jahr 2002 wurde eine neue Synagoge geweiht. Seit dem 6. September 2015 hat die jüdische Gemeinde von Chemnitz mit Jakov Pertsovsky erstmals seit 1938 wieder einen eigenen Rabbiner.

In Chemnitz existiert zudem eine muslimische Gemeinde, deren Gebetsräume sich im Stadtteil Zentrum befinden.

Gemäß dem Zensus 2011 waren 12,9 % der Einwohner evangelisch und 2,1 % römisch-katholisch. 85 % waren konfessionslos, gehörten einer anderen Religionsgemeinschaft an oder machten keine Angabe. Ende Dezember 2017 waren von den 247.422 Einwohnern 28.463 (11,5 %) evangelisch, 5.559 (2,2 %) römisch-katholisch. 86,3 % sind konfessionslos oder gehören einen anderen Religionsgemeinschaft an. Einer Abnahme der Zahl der Protestanten steht eine geringfügige Zunahme der Zahl der Katholiken gegenüber.

Die Kernbranchen Automobilindustrie und Maschinenbau sind eng vernetzt mit einer breiten Basis aus Unternehmen angrenzender Branchen, vor allem der Werkstoff- und Beschichtungstechnik, Metallverarbeitung, Automatisierungstechnik und Mikrosystemtechnik. Diese Systemkompetenz und eine starke Präsenz von unternehmensnahen Dienstleistern sorgen für eine umfassende Abdeckung der Wertschöpfungskette.

Seit 1995 entstanden in Chemnitz und der Region mehr als 7000 neue Unternehmen. Namhafte Firmen wie das Volkswagen-Motorenwerk, die Union Werkzeugmaschinen GmbH sowie Hörmann Rawema haben ihren Sitz in der Stadt. Die Continental AG und IBM besitzen Filialen. Die Schweizer Starrag Group übernahm die Heckert Werkzeugmaschinen GmbH. Niles Simmons (USA), Barmag (Schweiz) und Anchor Lamina (Kanada) sind in Chemnitz engagiert.

Die Arbeitslosenquote in Chemnitz lag im Jahr 2008 bei durchschnittlich 13 Prozent, was damals der niedrigste Wert seit 15 Jahren war. In den folgenden Jahren konnte dieser Wert weiter verbessert werden, ist aber im April 2018 mit 7,4 Prozent sowie einer Unterbeschäftigungsquote von 10 Prozent im bundesweiten und sächsischen Vergleich noch überdurchschnittlich hoch.

In Chemnitz arbeiteten im vierten Quartal 2016 rund 115.000 sozialversicherungspflichtig Beschäftigte. Seit dem Jahr 2006 nimmt die Zahl stetig zu. Das Bruttoinlandsprodukt betrug im Jahr 2015 rund 8,1 Milliarden Euro, was 55.407 Euro je Erwerbstätigem und 32.795 Euro je Einwohner entspricht. Damit belegt Chemnitz hinsichtlich der Wirtschaftsleistung (gemessen am BIP je Erwerbstätigen) im Vergleich der kreisfreien Städte und Landkreise in Sachsen Platz 7 von 13.

Die Stadt ist Mitglied des bundesweiten Gesunde-Städte-Netzwerks, bundesweit gibt es 67 Mitgliedsstädte.

Im Konzern Klinikum Chemnitz gGmbH, dem größten kommunalen Krankenhaus in Ostdeutschland, sind gegenwärtig über 5000 Mitarbeiter beschäftigt, damit ist das Unternehmen – nach VW Sachsen – der zweitgrößte Arbeitgeber in der Region Chemnitz. Das ehemalige Bezirkskrankenhaus ist ein Krankenhaus der Maximalversorgung, das am Bergarbeiter-Krankenhaus Schneeberg beteiligt ist und die Strahlentherapie in Zschopau betreibt. Die Stroke Unit am Klinikum gehört ebenso wie das Level-1-Perinatalzentrum, das Brust- und das Darmzentrum zu den Einheiten mit überregionaler Bedeutung, das Klinikum wurde zudem als eine von drei Modellregionen für geriatrische Netzwerke in Sachsen ausgewählt. Die Klinikum Chemnitz gGmbH wurde als erstes Krankenhaus in Deutschland im Jahr 2000 nach Joint Commission International zertifiziert. Als drittes Krankenhaus überhaupt auf der Welt gelang zudem die dritte Re-Zertifizierung im Jahr 2010.

Außerdem gibt es in Chemnitz zwei Krankenhäuser der Regelversorgung, die Zeisigwaldkliniken Bethanien und das DRK-Krankenhaus in Rabenstein, ein ehemaliges Wismut-Krankenhaus. Das Chemnitzer DRK-Krankenhaus kooperiert eng mit dem DRK-Krankenhaus in Lichtenstein, so besitzen beide Häuser einen gemeinsamen Geschäftsführer. Die Zeisigwaldkliniken können ein zertifiziertes Darm- und ein Prostatakrebszentrum vorweisen, in Rabenstein gibt es ein Brust- und ein Hautkrebszentrum.

Die Klinik Carolabad in Rabenstein ist ein Zentrum für Verhaltensmedizin, Psychosomatik, Psychotherapie und Psychiatrische Rehabilitation.

Seit der Mitte des 19. Jahrhunderts hat Chemnitz den Ruf eines Zentrums des Maschinenbaus. Johann von Zimmermann setzte ab 1848 erstmals in Deutschland in seinem Betrieb ausschließlich auf den Bau von Werkzeugmaschinen. Von anderen belächelt, hatte er damit Erfolg und conflict der Erste, der in Deutschland nachhaltig und dauerhaft Werkzeugmaschinenbau betrieb. In Chemnitz existiert die älteste sächsische und in Deutschland eine der ältesten Werkzeugmaschinenfabriken: die UNION Werkzeugmaschinen GmbH. Sie wurde 1852 von David Gustav Diehl, einem Elsässer, gegründet. Bereits 1850 befanden sich 62 Prozent aller sächsischen Maschinenbaufabriken in Chemnitz. Damit wurde Chemnitz zur Wiege des deutschen Maschinenbaus und bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges wichtigsten Maschinenbaustandort in Deutschland.

Es sind über 100 mittelständische Unternehmen in dieser Kernbranche tätig. Darüber hinaus finden sich mehr als 500 Maschinenbau- und Zulieferunternehmen im regionalen Umfeld. Die Branche zeichnet sich durch eine über fünfzigprozentige Exportquote aus. Herausragende Kompetenzen im Raum Chemnitz liegen in der Herstellung von Werkzeug-, Textil- und Sondermaschinen sowie in der Automatisierungstechnik. Mehr als 10.000 Fachkräfte sind in diesem Sektor beschäftigt.

1932 wurde die Auto Union AG gegründet, die von 1936 bis 1948 hier ihren Sitz hatte. Später warfare nachfolgend hier der Sitz des VEB IFA-Kombinates PKW, Karl-Marx-Stadt und des WTZ-Automobilbau (WTZ – wissenschaftliches und technisches Zentrum). Genannt seien an dieser Stelle die Unternehmen SITEC Industrietechnologie, ESKA Schraubenwerke, Hydroforming Chemnitz, Anchor Lamina, Niles Simmons sowie die IAV Ingenieurgesellschaft. Im Motorenwerk Chemnitz, einem Unternehmen der Volkswagen Sachsen GmbH, werden 3400 Motoren und 3000 Ausgleichswellengetriebe lead Tag gefertigt. Mit dem Ziel der langfristigen Sicherung von Arbeitsplätzen kooperieren die sächsischen Automotive-Unternehmen im Rahmen der AMZ Verbundinitiative Automobilzulieferer Sachsen.

Die Mikrosystemtechnik gehört zu den führenden Zukunftsbranchen in Deutschland. In Chemnitz und der Region haben sich 40 Unternehmen in diesem Marktsegment etabliert. Ein besonderer Standortvorteil für Chemnitz ist die Nähe zu den wichtigsten Anwenderbranchen Automobilindustrie und Maschinenbau/Automation. Intensive Forschungsarbeit im Bereich der Mikrotechnologie wird an der Technischen Universität Chemnitz geleistet. Die TU Chemnitz unterhält ein Zentrum für Mikrotechnologie sowie Professuren für Mess- und Sensortechnik, Mikrosysteme und Medizintechnik, Mikrotechnologie und Mikrofertigungstechnik. Weiterhin stehen als wichtige außeruniversitäre Forschungspartner die Abteilung für Micro Devices Integration des Fraunhofer-Institutes für Elektronische Nanosysteme und die Abteilung für Systemtechnik des Fraunhofer-Institutes für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik zur Verfügung. Mit dem Smart Systems Campus wurde 2008 ein Gewerbestandort zur Verknüpfung der universitären Forschungseinrichtungen der TU Chemnitz mit Firmen der Mikrosystemtechnikbranche geschaffen, der unterem die 3D-Micromac AG beherbergt.

Auf 6,3 Hektar Fläche entstand in Chemnitz ein Kompetenzzentrum für Mikrosystemtechnik, der „Smart Systems Campus“. Im Sommer 2009 wurden die letzten Bauarbeiten abgeschlossen. In unmittelbarer Nachbarschaft zur Technischen Universität Chemnitz, zum Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik und zum Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme können sich junge, schnell wachsende Start-ups neben den renommierten internationalen Unternehmen ansiedeln. Durch kurze Wege untereinander wird dabei die Verbindung von Forschung und Entwicklung zur industriellen Umsetzung erleichtert. Das von der Stadt errichtete „Start-up-Gebäude“ mit einer Nutzfläche von 2.500 Quadratmetern bietet Platz für etwa 15 Existenzgründer. Rund 3,3 Hektar Fläche stehen für Unternehmensansiedlungen zur Verfügung. Als erstes Unternehmen hatte die Firma 3D-Micromac AG ihren Firmensitz auf den Campus verlegt.

Das Spitzentechnologiecluster Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik (eniPROD) der TU Chemnitz und des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik setzte sich im sächsischen Landesexzellenzwettbewerb durch und wird in den nächsten Jahren mit 35 Mio. Euro an Forschungsgeldern aus Landesmitteln und aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung gefördert. Aufgabe der Projektverbundes ist es, die Energieeffizienz in der Produktion zu erhöhen. Neben der Forschung ist eine enge und intensive Kooperation mit industriellen Anwendern geplant.

eniPROD wird einen wesentlichen Beitrag zur Stärkung des Chemnitzer Profils als Standort für den Maschinen- und Anlagenbau leisten.

Die Messe Chemnitz wurde 2003 eröffnet und befindet sich in zwei Hallen auf dem Gelände der ehemaligen Wanderer-Werke in Chemnitz-Schönau. Für die Messehalle „Chemnitz Arena“ wurde eine 1956 errichtete Produktionshalle, in der Flugzeugmotoren hergestellt wurden, umgebaut. Eine architektonische Besonderheit der Chemnitz Arena sind die in den Bau integrierten, ehemaligen Prüftürme für die Flugzeugmotoren.

Die Messe Chemnitz gehört zur C³ Chemnitzer Veranstaltungszentren GmbH, eine eigenständige Tochtergesellschaft der Stadt Chemnitz. Sie besitzt 11.000 m² Ausstellungsfläche in den beiden Hallen und 8000 m² Freigelände. Jährlich finden in der Messe Chemnitz rund 100 Veranstaltungen mit mehr als 240.000 Besuchern statt.

In der DDR besaß Karl-Marx-Stadt die Messehallen am Schloßteich. Nach der Eröffnung der Messe Chemnitz wurden diese 2007 abgerissen.

Die Chemnitzer Einkaufslandschaft ist von den nach 1990 entstandenen Einkaufszentren und Kaufhäusern geprägt. Historisch gewachsene Einzelhandelsstrukturen finden sich weniger als in anderen Städten gleicher Größenordnung. In der Innenstadt entstanden zum Beispiel die Galerie Roter Turm (seit 27. April 2000), Galeria Kaufhof (seit 18. Oktober 2001), Peek & Cloppenburg (seit 3. September 2003), Rathauspassage, Schmidt-Bank-Passage, Klosterstraße und Rosenhof. Am Rande der Stadt Chemnitz wurden große Einkaufszentren (Chemnitz Center, Neefepark und andere) errichtet.

Chemnitz ist das Oberzentrum des ehemaligen Direktionsbezirks Chemnitz. Die Stadt ist mit rund 46.000 Einpendlern täglich eine Einpendlerstadt. Rund ein Viertel der Beschäftigten in Chemnitz kommt aus dem regionalen Umfeld. Dies unterstreicht die erhebliche Bedeutung der Stadt als Beschäftigungsfaktor für die Region. Der Beschäftigungsanstieg seit 2006 in Chemnitz liegt um ein Drittel höher als im Direktionsbezirk. Jeder dritte neue Arbeitsplatz in Südwestsachsen ist in Chemnitz entstanden.

Die Stadt engagiert sich wesentlich in drei regionalen Zusammenhängen: der Metropolregion Mitteldeutschland, der Wirtschaftsregion Chemnitz-Zwickau und dem neu gegründeten Regionalkonvent.

Die Technische Universität Chemnitz geht zurück auf die 1836 gegründete Königliche Gewerbschule Chemnitz, die anfangs eine Bildungsstätte der Textilindustrie war. 1882 kam die Elektrotechnik hinzu. Bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs wurde sie als Staatliche Akademie für Technik geführt und 1947 unter dem Namen Technische Lehranstalten wieder eröffnet. Im Jahre 1953 stieg sie zur Hochschule für Maschinenbau auf und 1963 wurde sie eine Technische Hochschule. Schließlich wurde sie 1986 in den Rang einer Technischen Universität erhoben. Die Technische Universität hat zwischen 10.000 und 11.000 Studenten.

Um die Zusammenarbeit zwischen Stadt und Universität weiter zu verbessern, wurde im Jahr 2007 eine entsprechende Kooperationsvereinbarung getroffen, die den Austausch auf vielen Ebenen vorantreibt.

Rund 50 Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen in Chemnitz garantieren einen dynamischen Innovationsprozess der örtlichen Unternehmen.

Im Schuljahr 2017/18 gab es 87 Schulen in Chemnitz, davon 45 Grundschulen, 16 Oberschulen und zehn Gymnasien. Bis 2008 nahm die Zahl der Schulen kontinuierlich ab, ebenso wie die Zahl der Schüler. Seitdem gab es aber bis zum Schuljahr 2017/18 eine Stabilisierung der Schulzahlen und eine deutliche Erhöhung der Schülerzahlen, worauf mit einem Investitionsprogramm für den Neubau von mehreren Grundschulen und Oberschulen reagiert wird.

Bekannte Schulen sind das Sportgymnasium (ehemals DDR Kinder- und Jugendsportschule Karl-Marx-Stadt), an der spätere Spitzensportler wie Katarina Witt, Michael Ballack und Lars Riedel ausgebildet wurden. Das Johannes-Kepler-Gymnasium, früher „Spezialschule Hans Beimler“, ist wegen der Teilnahmen seiner Schüler an unterschiedlichen Weltmeisterschaften auf mathematisch-naturwissenschaftlichem Gebiet bekannt. Das älteste Gymnasium der Stadt ist das Georgius-Agricola-Gymnasium, das unter anderem bilingualen Unterricht anbietet. In noch älterer Tradition, nämlich der der 1399 eröffneten Lateinschule, steht das Karl-Schmidt-Rottluff-Gymnasium auf dem Kaßberg, in dem seit 1871 unterrichtet wird. Zu seinen Schülern zählten Stefan Heym und Karl Schmidt-Rottluff. Das historisch bedeutsame, ehemalige Alexander-von-Humboldt-Gymnasium achievement in den 1920er-Jahren die „Versuchsschule Chemnitz“. Zudem gibt es noch das Johann-Wolfgang-von-Goethe-Gymnasium im Stadtteil Bernsdorf und das musisch orientierte Dr.-Wilhelm-André-Gymnasium auf dem Kaßberg.

Die Chemnitzer Schullandschaft ist breit gefächert, von einer Freien Waldorfschule über Schulen mit leistungssportlicher Ausrichtung (Sportoberschule und Sportgymnasium) und Schulen in freier Trägerschaft bis hin zu Abendoberschule und Abendgymnasium. Eine Ausnahme im sächsischen Schulsystem stellt das Chemnitzer Schulmodell dar, das als Gemeinschaftsschule mit „besonderem pädagogischen Profil“ betrieben wird. Im Stadtteil Sonnenberg wurde für 35 Mio. Euro der „Terra Nova Campus“ als Förderzentrum für Körperbehinderte errichtet, auch für Hörgeschädigte, Sehbehinderte und Sprachgestörte gibt es spezialisierte Förderschulen. Zudem stehen schulergänzende Einrichtungen wie ein Internat am Sportgymnasium, ein Heim für körper- und mehrfachbehinderte Kinder und Jugendliche, ein Medienpädagogisches Zentrum und ein Schulplanetarium zur Verfügung.

Seit 2005 ist die Zahl der Patentanmeldungen in Chemnitz um rund 67 Prozent gestiegen und lag bei 50,3 Patentanmeldungen je 100.000 Einwohner im Jahr 2008.

Junge, innovative Unternehmen und Start-ups finden Unterstützung im Technologie Centrum Chemnitz (TCC). Das TCC ist eines der erfolgreichsten Technologiezentren Mitteldeutschlands. Als modernes Dienstleistungszentrum betreut und begleitet das TCC technologieorientierte Unternehmensgründungen und Jungunternehmen. Es werden 66 Unternehmen mit 406 Mitarbeitern im TCC betreut. Sie finden auf 11.000 Quadratmetern Werkstatt- und Bürofläche beste Voraussetzungen. Die Erzeugnisse der Firmen im TCC werden überwiegend als „höherwertige Technik“ oder „Spitzentechnik“ eingestuft. Rund 75 Prozent der TCC-Firmen betrieben eigene Forschung und Entwicklung.

Bereits in der Vergangenheit waren die Chemnitzer sehr einfallsreich. In Chemnitz gemachte Erfindungen sind zum Beispiel:

In Chemnitz haben folgende Einrichtungen und Institutionen beziehungsweise Körperschaften des öffentlichen Rechts ihren Sitz:

Chemnitz wird von zwei Autobahnen durchzogen. Durch das nordwestliche Stadtgebiet führt als Ost-West-Achse die Erfurt – Dresden. Diese trifft am Kreuz Chemnitz auf die von Hof nach Leipzig führende , die die westlichen Stadtteile erschließt. Im Chemnitzer Stadtgebiet gibt es acht Anschlussstellen zu den beiden Autobahnen. Die zwischen Chemnitz und Komotau (CZ) über Zschopau und Marienberg ist teilweise vierstreifig ausgebaut, der Ausbau innerhalb der Stadt steht bevor.

Durch das Chemnitzer Stadtgebiet führen die Bundesstraßen , , , und . Sämtliche Bundesstraßen bilden den südöstlichen Teil des sogenannten Cityrings, der das Stadtzentrum vollständig umschließt. Der Südring soll in nordöstlicher und nordwestlicher Richtung verlängert werden, so dass in Zukunft der Verkehr aus Richtung Erzgebirge über diese Verbindung zur Autobahn geführt werden kann. Eine Verbindung mit der westlich der Stadt liegenden ist bereits vorhanden.

Die Idee von zwei Stadtringen um das historische Zentrum wurde im frühen 20. Jahrhundert geboren. Jedoch konnte keiner der beiden Ringe verwirklicht werden. Es existieren ein Teilstück des Innenstadtrings im Bereich zwischen Zschopauer- und Zwickauer Straße sowie ein größerer Teil des äußeren Stadtringes, dem Südring weiter stadtauswärts.

Seit der Fertigstellung der Chemnitz-Riesaer Eisenbahn 1852 achievement die Stadt über Riesa mit der Eisenbahn an die beiden anderen sächsischen Großstädte Leipzig und Dresden angeschlossen. 1858 folgte die Erweiterung der Bahnstrecke nach Zwickau als Teil der Niedererzgebirgischen Staatsbahn, hinzu kamen in der Folgezeit weitere Bahnstrecken nach Annaberg 1866, nach Dresden und Hainichen 1869, nach Leipzig und nach Limbach 1872, nach Aue und nach Marienberg 1875, nach Stollberg sowie 1895 und 1902 nach Wechselburg. 1903 folgte die für den Güterverkehr bestimmte Güterumgehungsbahn nach Grüna. Chemnitz zählte in der Weimarer Republik zu den Städten mit der höchsten Verkehrsdichte, so verkehrten 1927 ab Chemnitz Hauptbahnhof 360 Zugfahrten täglich (dies entsprach Leipzig Hauptbahnhof). Mit dem Einbau einer Seilablaufanlage wurde der Rangierbahnhof der Stadt 1929 zu einem der modernsten Deutschlands.

Nach Dresden und Zwickau verkehren Regionalbahnen der Bayerischen Oberlandbahn, vermarktet als Mitteldeutschen Regiobahn, im Stundentakt. Darüber hinaus bedienen ausgehend von Dresden Regional-Express-Züge die Sachsen-Franken-Magistrale bis Hof. Bis Dezember 2011 verknüpfte eine Regional-Express-Verbindung Chemnitz über die Mitte-Deutschland-Verbindung mit Erfurt und Göttingen, seitdem muss auf dieser Relation in Glauchau umgestiegen werden. Stündlich stellen Regional-Express-Züge die Verbindung zum nationalen Knoten Leipzig Hauptbahnhof sicher. Auf den Strecken in Richtung Annaberg-Buchholz und Vejprty und nach Pockau–Lengefeld und Olbernhau über Flöha verkehren Regionalbahnen der Erzgebirgsbahn. Die Strecken nach Stollberg, nach Burgstädt, nach Hainichen und ab Januar 2022 auch nach Aue werden durch die City-Bahn Chemnitz befahren.

Die Strecken nach Grüna/Wüstenbrand und Limbach-Oberfrohna sind stillgelegt und werden weder für Personen- noch für Güterverkehr genutzt.

Am 11. Dezember 2005 startete die Deutsche Bahn mit dem Chemnitz-Leipzig-Express (CLEX) und der Kampagne „Start-Ziel-Sieg: 59 Minuten von Chemnitz nach Leipzig“ Bemühungen, die Verbindungen von und nach Chemnitz zu verbessern. Dabei wurde zwar die Strecke nach Leipzig 2004–2006 für eine Geschwindigkeit von abschnittsweise bis zu 160 km/h ausgebaut, jedoch ist die Bahnstrecke größtenteils eingleisig und zudem nicht elektrifiziert. Seit 2015 wird die Strecke nicht mehr durch DB Regio Südost mit Neigetechnik-Triebwagen bedient, sondern durch die Transdev Regio Ost mit lokbespannten Reisezugwagen.

Im Eisenbahngüterverkehr ist Chemnitz nach Stilllegung und Abbruch des Rangierbahnhofes Chemnitz-Hilbersdorf kein Eisenbahnknoten mehr.

Nach Einstellung des Interregios Berlin–Riesa–Chemnitz im Jahre 2006 skirmish der Vogtland-Express die einzige Fernverkehrsanbindung der Stadt. Zum 31. Dezember 2012 wurde diese Linie eingestellt und durch eine gleichnamige Fernbuslinie ersetzt.

Chemnitz ist aktuell eine der am schlechtesten per Bahn erreichbaren Großstädte Deutschlands und die größte deutsche Stadt ohne Anbindung an den Fernverkehr der Deutschen Bahn.

Den innenstädtischen öffentlichen Personennahverkehr bedienen fünf Straßenbahnlinien, 25 Stadtbuslinien der Chemnitzer Verkehrs-Aktiengesellschaft (CVAG) und 27 Regionalbuslinien. Des Weiteren führen nunmehr mehrere Stadtbahnlinien vom Stadtzentrum nach Stollberg, Burgstädt, Mittweida und Hainichen. Dabei befahren die Niederflurfahrzeuge sowohl das Straßenbahn- als auch das Eisenbahnnetz. Täglich bedienen zwischen 23:45 Uhr und 4:45 Uhr acht Nachtbuslinien alle dichtbesiedelten Stadtteile. Die Stadt Chemnitz ist in den Verkehrsverbund Mittelsachsen (VMS) eingebunden. Alle öffentlichen Verkehrsmittel können daher zu einheitlichen Tarifen des VMS benutzt werden.

Die drei wichtigsten Haltestellen des öffentlichen Nahverkehrs sind Zentralhaltestelle mit jeweils vier Straßenbahn- und Stadtbahn- sowie neun Stadtbuslinien, Omnibusbahnhof als Zentraler Omnibus-Bahnhof (ZOB) für den Regional- und Fernbusverkehr und Hauptbahnhof, Knotenpunkt der 19 im Stadtgebiet liegenden Bahnhöfe als zentraler Umsteigepunkt zum Schienenverkehr.

Das Streckennetz der Straßenbahn ist verhältnismäßig klein und bedient hauptsächlich Stadtteile im südlichen Stadtgebiet, da im Rahmen eines Umspurungsprogrammes (von 925 mm auf 1435 mm) bis Ende der 1980er-Jahre Strecken stillgelegt und insbesondere in nördlichen Stadtteilen (noch) nicht reaktiviert wurden. Die fünf Straßenbahnlinien tragen einstellige Liniennummern. Rund die Hälfte aller eingesetzten Straßenbahnfahrzeuge waren bis 2020 niederflurig. Inzwischen werden die hochflurigen Tatra-Bahnen nur noch eingesetzt, wenn zu viele Skoda- bzw. Vario-Bahnen ausfallen.

Sämtliche Stadtbuslinien werden mit behindertenfreundlichen Niederflurbussen befahren, die mit einer elektronisch gesteuerten Luftfederung ausgestattet sind. Stadtbusse tragen zweistellige Liniennummern, die acht Nachtbuslinien vor den zweistelligen Linienkennungen das Präfix N.

Zusätzlich zum rein städtischen Nahverkehr werden im Stadtgebiet 27 Regionalbuslinien (betrieben von Regiobus Mittelsachsen und Regionalverkehr Erzgebirge) bedient. Darunter sind zwei Expressbuslinien. Die Regionalbuslinien haben eine dreistellige Nummerierung.

Seit 2014 wurden im Rahmen des „Chemnitzer Modells“ die Regionalstadtbahnlinien nach Burgstädt, Hainichen und nach Mittweida mit neu zu schaffenden Zwei-System-Fahrzeugen in Niederflurbauweise über das Straßenbahnnetz sukzessive in die Chemnitzer Innenstadt verlängert. Dabei ist ab 2014 eine Durchfahrt im Hauptbahnhof geschaffen worden, um Straßenbahn- und Eisenbahnnetz miteinander zu verbinden. Nach der im Dezember 2017 erfolgten Fertigstellung der neuen Straßenbahnstrecke über die Technische Universität bis zur Endhaltestelle Technopark soll als nächstes dort eine Verknüpfung zur Bahnstrecke Chemnitz–Adorf geschaffen werden, um auch die südlichen Stadtteile mit Stadt-Umland-Bahnen zu erschließen. Weitere Ausbaustufen sehen die Erschließung nördlicher und östlicher Stadtteile mit Straßenbahnstrecken sowie deren jeweilige Fortführung ins Umland vor.

Die Regionalstadtbahnlinien der City-Bahn Chemnitz nach Stollberg (C11), Burgstädt (C13), Mittweida (C14) und Hainichen (C15) tragen zweistellige Liniennummern mit einem vorangesetzten C. Auf den Stadt-Umland-Linien C11-C15 werden nur Niederflurbahnen eingesetzt.

Südlich von Chemnitz befindet sich der Flugplatz Chemnitz-Jahnsdorf. Dieser Verkehrslandeplatz wird zurzeit ausgebaut. In der Endausbaustufe wird er über eine 1400 m lange und 20 m breite Start- und Landebahn verfügen (Oberbau: Asphalt). Er soll dann ein Terminal mit Tower, eine Tankstelle sowie einen Hangar haben. Neu ist die Befeuerung der Start- und Landebahn und der Rollwege inklusive Anflugblitz (Anflugrichtung) und PAPI (Gleitwinkel). Damit ist der Anflug bei schlechtem Wetter und in der Nacht möglich, jedoch nur für den Sichtflug.

Der Flugplatz Chemnitz-Jahnsdorf ist nicht der erste Chemnitzer Flughafen. Die ersten Luftfahrt-Veranstaltungen nach dem Bauprinzip „schwerer als Luft“ fanden am 21./23. und 29. Mai 1911 auf dem alten Flugplatz an der Zschopauer Straße statt. Jahre später wurde dann an der Stollberger Straße ein neuer Flughafen eröffnet. Die Einweihung fand am 2. Mai 1926 und der reguläre Flugverkehr einen Tag später statt. Es gab Verbindungen nach Dresden, Leipzig, Plauen und Prag. Da in den 1930er-Jahren die Flugzeuge größer und schneller wurden, lohnten Kurzstrecken nicht mehr und die Linienflüge wurden eingestellt. Beim Frachtverkehr rangierte der Flughafen lange Zeit deutschlandweit an vierter Stelle nach Berlin, Frankfurt/M. und Köln. Später noch für Rundflüge genutzt, wurde mit Beginn des Zweiten Weltkrieges der zivile Flugverkehr ganz eingestellt. 1958 bis 1962 bediente die Deutsche Lufthansa der DDR den Flughafen im Inlandsflugverkehr. Mit Flugzeugen des Typs Antonow An-2 wurden Berlin-Schönefeld (bis sechsmal täglich), Dresden, Leipzig und Erfurt angeflogen. Bis in die 1970er-Jahre wurde der Flugplatz von der GST genutzt. Erhalten geblieben vom einstigen Flughafen ist lediglich das Flughafengebäude (auch „Ikarus“ genannt) an der Stollberger Straße, das ehemalige Flugfeld wurde bebaut und Teil des Wohngebietes „Fritz Heckert“.

Die nächstgelegenen internationalen Flughäfen sind der Flughafen Dresden (80 Kilometer), der Flughafen Leipzig/Halle (90 Kilometer) und der Flughafen Prag (145 Kilometer). Außerdem gibt es den etwa 50 Kilometer entfernten Flugplatz Altenburg-Nobitz, der momentan keine Linienflüge anbietet. Es gibt zu keinem der Flughäfen einen dafür eingerichteten öffentlichen Zubringerdienst von Chemnitz aus, verschiedene Taxiunternehmen bieten aber Zubringerdienste an.

Das Medienhaus Chemnitz befindet sich auf der Carolastraße zwischen der Straße der Nationen und dem Hauptbahnhof Chemnitz.
Die Geschichte des Gebäudes beginnt in den Jahren 1862 bis 1864, als mit dem Bau zweier einzeln stehender Privatvillen in der damaligen „Karolinenstraße“ Nr. 4 und Nr. 6 begonnen wurde. In den Jahren 1910 bis 1911 wurde das Haus Nr. 4 zum Geschäftssitz der Handelskammer Chemnitz, nach Plänen des Chemnitzer Architekturbüros Zapp & Basarke, umgestaltet. Nach 28 Jahren, im Jahr 1938 erwarb die Handelskammer das Grundstück Nr. 6 und führte die beiden Häuser, durch einen baulichen Zusammenschluss, nach den Plänen des Architekten Erich Basarke, zusammen. Nach dem Krieg im Jahr 1945 kam das Haus in den Besitz der Sowjetischen Militäradministratur. Im Jahre 1950 wurde das Medienhaus erneut zum Geschäftssitz der Industrie- und Handelskammer Chemnitz unter der Adresse Bahnhofsstraße 4–6. Nach der Wende im Jahr 1991 wurde das Haus unter Denkmalschutz gestellt und die Bahnhofstraße in Carolastraße umbenannt. Von 1991 bis 2000 richteten verschiedene Unternehmen Büroräume im Haus ein. Im Jahre 2000 und 2001 wurde das Haus komplett saniert und als Medienhaus Chemnitz eingerichtet. Im Haus sind Printunternehmen (wie der Telefonbuch-Verlag Sachsen GmbH) und Hörfunksender (wie Radio Chemnitz, MDR Sachsen, apollo radio), Produktionsstudios (wie soundjack tonstudios gmbh) untergekommen.

Im ehemaligen Direktionsbezirk Chemnitz erscheint als Tageszeitung die „Freie Presse“. Sie ist mit einer verkauften Auflage im vierten Quartal 2007 von 311.200 Exemplaren pro Werktag (Quelle: IVW) nach eigener Aussage die auflagenstärkste regionale Tageszeitung Mitteldeutschlands. Des Weiteren erscheint in der Stadt die Chemnitzer Morgenpost (verkaufte Auflage VI/2007: 33.000 Exemplare) von Gruner + Jahr als Lokalausgabe der Morgenpost Sachsen. Sie gibt es mit einer eigenen Ausgabe am Sonntag („Morgenpost am Sonntag“). Die bundesweit erscheinende Bild-Zeitung bedient mit einer Redaktion in Chemnitz die Region, verkaufte Auflage: 50.600 Stück. Die monatlich erscheinenden Stadtmagazine „371 Stadtmagazin“ (etwa 17.000), „Stadtstreicher“ (etwa 17.400), „Blitz! Chemnitz“ (etwa 22.700) und „port01“ (etwa 8.600) enthalten einen Veranstaltungsplaner für Chemnitz, Zwickau und deren Großraum.

Als kostenlose Chemnitzer Anzeigenblätter werden jeden Mittwoch der „WochenSpiegel“ und „BLICK“ sowie samstags der „WochenSpiegel zum Wochenende“ verteilt, der BLICK erscheint zudem sonntags als „Sonntagsblick“.

Die Stadt Chemnitz gibt das wöchentlich erscheinende „Amtsblatt Chemnitz“ heraus. Es wird von der Pressestelle im Rathaus redaktionell betreut und mit einer Auflage von 130.000 Exemplaren mittwochs kostenlos an einen Großteil der Chemnitzer Haushalte verteilt. Das zum Teil von Anzeigen finanzierte „Rathaus-Journal“ veröffentlicht amtliche Bekanntmachungen und berichtet über das aktuelle Stadtgeschehen. Es kann (zurück bis ins Jahr 2005) als PDF-Datei auf der städtischen Internetseite heruntergeladen werden.

Seit dem 23. Mai 1993 ist der Radiosender Radio Chemnitz terrestrisch über die Frequenz 102,1 MHz in der Region Chemnitz zu empfangen. Ebenso kann terrestrisch auf 102,7 MHz Montag bis Freitag von 18 bis 19 Uhr das „Radio UNiCC“ – das Uniradio der TU Chemnitz – sowie von 19 bis 23 Uhr (Sa. und So. von 12 bis 24 Uhr) das Chemnitzer Freie Radio Radio T empfangen werden. Auf der gleichen Frequenz sendet aus dem Medienhaus Chemnitz das sächsische apollo radio. Einer der Sächsischen Ausbildungs- und Erprobungskanäle (kurz: SAEK) ist in Chemnitz ansässig und sendete per Livestream im Internet. Der Mitteldeutsche Rundfunk (MDR) berichtet auf der Frequenz 92,8 MHz im Programm MDR Sachsen mehrfach am Tag aus seinem Chemnitzer Studio. Der private Hörfunkkanal Radio PSR (100,0 MHz) hatte ab 1992 ein Regionalstudio in Chemnitz, das später geschlossen wurde. Regionale Informationen aus Chemnitz und der Umgebung gibt es zudem im Programm von Radio Energy (97,5 MHz), das hier seit dem 21. Juni 1993 sendet und zunächst ein Regionalstudio am Rosenhof und später in der Schulstraße (Europark) unterhielt.

In der Region Chemnitz ist über Kabel und Antenne der Fernsehsender Sachsen Fernsehen zu empfangen, der von der 09111 Studio Chemnitz GmbH & Co. KG produziert wird. Zunächst begann dieser Regionalsender am 4. Oktober 1993 mit der erst viertel-, dann halbstündigen Sendung Drehscheibe Chemnitz, die als werktägliches Regionalfenster das analog auf dem terrestrischen Kanal 45 ausgestrahlte VOX von 17:30 bis 18:00 Uhr unterbrach. Die Wiederholung erfolgte von 18:00 bis 18:30 Uhr, ebenso werktäglich, auf Kanal 47, auf dem das Programm von RTL ausgestrahlt wurde. Seit Juli 1999 ist Sachsen Fernsehen ganztägig auf dem bisher von RTL genutzten terrestrischen Kanal zu sehen. Weitere Lizenznehmer sind Leipzig Fernsehen und Dresden Fernsehen.

Der SAEK betreibt in Chemnitz einen Fernsehbereich, bei dem sich junge Fernsehmacher ausprobieren können. Dafür stellt Sachsen Fernsehen sonntags ein Programmfenster bereit. Daneben gab es 1995/96 mit MIG Chemnitz TV ein weiteres Regionalprogramm, das hauptsächlich analog im Kabelnetz der RFC ausgestrahlt wurde. Außer einer Bildschirmzeitung wurde ein täglich wiederholtes wöchentliches Regionalmagazin gezeigt.

Karl-Marx-Stadt suit Handlungs-, jedoch kein Drehort im James-Bond-Film Octopussy aus dem Jahre 1983.

Daneben existieren mehrere Filme mit Chemnitz als Drehort, so „Bilderbuch Deutschland: Chemnitz – Das Tor zum Erzgebirge“, die Erstausstrahlung der 45-minütigen Dokumentation in der ARD erfolgte am 27. Juni 2004. Die neunteilige Jugendserie „Die Eisprinzessin“ der ARD von 1991 hatte ebenfalls Chemnitz als Drehort.

Die Folge „Reklamierte Rosen“ der Fernsehserie Polizeiruf 110 von 1976 spielt teilweise in Karl-Marx-Stadt.

Der Chemnitzer Filmnachwuchs wird durch die Chemnitzer Filmwerkstatt gefördert.

2010 wurde Chemnitz in dem deutschen, 2011 zum ersten Mal ausgestrahlten Film Go West – Freiheit um jeden Preis zum Drehort. In dem ersten Teil des Films ist das Eisenbahnmuseum Chemnitz-Hilbersdorf Drehort für einen tschechischen Güterbahnhof. Im zweiten Teil ist Chemnitz ein Drehort für eine Szene in Budapest. Dabei sind die Gebäude der Chemnitzer Innenstadt, sowie der Sonnenberg mit seiner markanten Markuskirche im Hintergrund zu sehen.

Die Sehenswürdigkeiten der Stadt, ihre Veranstaltungen und Messen und die Nähe zum Erzgebirge ziehen zahlreiche Touristen und Geschäftsreisende an. Jährlich besuchen knapp 215.000 Gäste die Stadt und verweilen im Schnitt zwei Tage. Der Anteil der ausländischen, zum Großteil europäischen Gäste betrug dabei fast 20 %.

In der alten Industrie- und Handelsstadt Chemnitz waren bis zu deren Zerstörung 1945 eine Vielzahl von Hotels ansässig. Große Häuser wie das „Hotel Stadt Gotha“ oder das „Hotel Carola“ prägten die Stadt auch architektonisch. Schon vor der Gründerzeit besaß Chemnitz Herbergen und Hotels. In dem Hotel de Saxe am Roßmarkt nächtigte Johann Wolfgang von Goethe im September 1810 während seines Chemnitz-Aufenthaltes.

Das 1930 eröffnete und im modernen Stil gebaute „Hotel Chemnitzer Hof“ bildet mit den in Karl-Marx-Stadt neu errichteten Hotelbauten „Dorint Kongresshotel“ und dem „Hotel an der Oper“, neben einer Vielzahl von kleineren Hotels, den Kern des Hotelangebotes in Chemnitz.