Há muito destaque para os desportistas de Novo Hamburgo. Os espaços que a cidade oferece contemplam os praticantes de diversas modalidades e também aqueles que desejam assistir a uma boa partida de futebol ou tênis.
O Esporte Clube Novo Hamburgo é o principal time de futebol da cidade. O Anilado, como é carinhosamente chamado entre os torcedores, disputa campeonatos regionais, estaduais e a série C do Brasileirão. O início de sua história remonta ao dia 1º de maio de 1911, quando um grupo de funcionários da extinta fábrica de calçados Adams fundou a agremiação. De lá para cá, os hamburguenses puderam assistir no Estádio Santa Rosa as vitórias do time. O estádio foi vendido em 2005, mas o clube ainda o utiliza para jogos oficiais, com o nome de Complexo Esportivo Feevale. Um novo estádio está sendo construído no bairro Liberdade.
O tênis é outro esporte de expressão em Novo Hamburgo. Da cidade, destacaram-se atletas como Fernando Roese, Paulo Taicher, Ivan Kley, Thomás Behrend, Lucas Engel e André Ghem. As sociedades Ginástica, Aliança e a Wallau Centro de Esportes disponibilizam quadras de tênis e sediam campeonatos do esporte. Torneios importantes também são realizados nas quadras do OK Center. Outra presença marcante no tênis local é a do técnico Larri Passos, que conduziu o tenista Gustavo Kuerten nas três conquistas do Aberto da França, o famoso Grand Slam de Roland Garros.
Novo Hamburgo também se destaca pela quantidade de talentos individuais que acumulam títulos em diversas modalidades e categorias, inclusive conquistas internacionais. Vale ressaltar os títulos mundiais, de ligas mundiais, olímpico e sul-americanos no vôlei de André Heller. E as conquistas se espalham por outros esportes, principalmente nas competições de bicicross, tênis e artes marciais.
Na área de esportes coletivos, um dos orgulhos da cidade está na gloriosa equipe de punhobol da Ginástica, que por três vezes conquistou o mundo, em 1975, 1982 e 2001.
Na cidade, também é possível praticar ou assistir partidas e competições de vôlei, punhobol, futsal, bolão, tiro ao alvo, tiro ao prato, handebol, bicicross, judô, taekwondo, jiu-jitsu, entre outras atividades.