بر اساس سرشماری سال ۱۳۹۰ مشهد با جمعیتی بالغ بر ۳۰۰۰۰۰۰ نفر پس از پایتخت یعنی تهران با حدود ۸۲۹۰۰۰۰ نفر جمعیت بزرگترین و پرجمعیت ترین شهر کشور است. پس از مشهد شهرهای اصفهان با حدود ۲۱۷۰۰۰۰ و کرج با حدود ۲۰۰۰۰۰۰ نفر در رتبه های بعد قرار دارند. همچنین مشهد با رتبه ۸۱ و تهران با رتبه ۱۶ تنها شهرهای کشورند که در فهرست ۱۰۰ شهر پرجمعیت جهان جای گرفته اند.