Mục tiêu quy hoạch nhằm nâng cao vai trò, vị thế của Đô thị Thanh Hóa thành trung tâm kết nối vùng kinh tế Bắc Trung Bộ với các vùng Đồng bằng sông Hồng, vùng Tây Bắc Việt Nam và Đông Bắc nước Lào, với tầm nhìn là một đô thị văn minh, hiện đại, thông minh và có bản sắc; phù hợp với yêu cầu tăng trưởng xanh và thích ứng biến đổi khí hậu; phát huy truyền thống và lịch sử văn hóa đồng bằng sông Mã và văn hóa Đông Sơn; xây dựng Đô thị Thanh Hóa là đô thị tỉnh lỵ, trung tâm tổng hợp của tỉnh Thanh Hóa; đáp ứng vai trò đầu tàu kết nối, trung tâm động lực phát triển mọi lĩnh vực chính trị, kinh tế, văn hóa xã hội, khoa học kỹ thuật và an ninh quốc phòng của tỉnh Thanh Hóa.
Quy hoạch mở rộng đô thị để thu hút đầu tư, phát triển đa dạng các ngành công nghiệp và dịch vụ thương mại, du lịch văn hóa - lịch sử - sinh thái với định hướng phát triển đô thị mạnh về dịch vụ, phát triển các quỹ đất để phát triển nhà ở và thị trường bất động sản; hoàn thiện và nâng cao chất lượng công trình hạ tầng kỹ thuật đầu mối, hệ thống hạ tầng xã hội vì chất lượng sống người dân thành phố.
Theo phê duyệt, phạm vi lập quy hoạch gồm toàn bộ địa giới hành chính thành phố Thanh Hóa và toàn bộ địa giới hành chính huyện Đông Sơn, tỉnh Thanh Hóa. Quy mô diện tích khu vực lập quy hoạch khoảng 232,64 km2.
Về quy mô dân số, năm 2018, tổng dân số khu vực nghiên cứu (gồm cả dân số thường trú và dân số tạm trú quy đổi) khoảng 512.500 người (dân số thành phố Thanh Hóa khoảng 435.300 người, dân số vùng mở rộng khoảng 77.200 người). Dự báo đến năm 2030 tổng dân số khoảng 635.000 người; đến năm 2040 tổng dân số khoảng 720.000 người.
Những nhiệm vụ trọng tâm của quy hoạch là rà soát tổng thể về nội dung quy hoạch chung đã được phê duyệt năm 2009 và tình hình thực tiễn phát triển tại thành phố Thanh Hóa và huyện Đông Sơn; rà soát định hướng phát triển các khu vực đô thị, quỹ đất phát triển đô thị, quy hoạch sử dụng đất, quy mô các khu vực chức năng, đánh giá tính phù hợp với xu thế phát triển của thành phố Thanh Hóa; đánh giá mối quan hệ và sức hút của thành phố Thanh Hóa với huyện Đông Sơn; các quy hoạch liên quan đến huyện Đông Sơn.
Đồng thời, bổ sung các nội dung mới về thiết kế đô thị, đánh giá môi trường chiến lược, ứng phó biến đổi khí hậu và nước biển dâng, hệ thống giao thông công cộng, hệ thống không gian ngầm đô thị, chiếu sáng trang trí đô thị; hệ thống tiêu chí phát triển đô thị xanh; nghiên cứu đề xuất các chỉ tiêu kiểm soát phát triển đô thị dựa trên phương pháp khoa học và các yếu tố về bảo tồn cảnh quan đô thị, khả năng cung ứng về hạ tầng kỹ thuật; xây dựng các kế hoạch, chương trình phát triển đô thị; cải tạo, chỉnh trang các khu vực hiện hữu, điều chỉnh các quy hoạch phân khu, chi tiết trên địa bàn thành phố trên cơ sở phù hợp với lộ trình nâng loại và cấp hành chính các đơn vị hành của thuộc đô thị...