Le violoncelle est un instrument à cordes frottées (mises en vibration par l'action de l'archet) ou pincées (le pizzicato) de la famille du violon, de l'alto et de la contrebasse, bien que la forme de cette dernière soit différente. En effet, la forme de la caisse de la contrebasse rappelle celle d'une poire tandis que la forme des autres instruments à cordes est généralement comparée à une pomme. Il se joue assis et tenu entre les jambes ; il repose maintenant sur une pique escamotable d'invention récente, mais fut longtemps joué posé entre les jambes, sur les mollets.

Ses quatre cordes sont accordées en quintes : do, sol, ré et la (du grave vers l'aigu), comme pour l'alto. Le violoncelle est cependant accordé une octave en dessous de ce dernier, soit une octave et demie en dessous du violon. C'est l'un des instruments ayant la tessiture la plus grande. Sa gamme de fréquences fondamentales va approximativement de 65 Hz à 1000 Hz (voire 2000 Hz dans certaines œuvres virtuoses). On dit souvent que c'est l'instrument le plus proche de la voix humaine.