Современный герб Петрозаводска описывается следующим образом: "Герб города Петрозаводска состоит из щита, разделённого на две равные части. В верхней части щита на золотом поле изображены выходящая из правого бока, из лазурного облака рука, внутрь обращенная, держащая лазоревый овальный щит и сопровождаемая внизу четырьмя черными ядрами, соединёнными косвенным крестом из черных цепей. В нижней части герба Петрозаводска на разделённом 3 зелёными и 2 золотыми полосами поле изображены 3 железные молота".
Нынешний герб Петрозаводска отражает удивительный эпизод в истории русской геральдики, произошедший в конце XVIII века. Нижняя часть герба взята с исторической версии 1781 года. Молоты помещены на герб "в знак изобилия руд и многих заводов в сей области". Они напоминают о большой роли в развитии города металлургических заводов, созданных в Петрозаводске ещё во времена Петра І и Екатерины ІІ. В этом же году был принят герб Олонца, который вскоре стал использоваться в качестве герба Петрозаводска. А Олонец получил герб Петрозаводска образца 1781 года. В верхней половине современного герба Петрозаводска помещён его второй исторический герб. Изображённые на нём ядра и рука со щитом символизируют пограничное положение города и его роль в защите государства.
В 1973 году был разработан и утверждён советский вариант герба Петрозаводска. От современного он отличался верхней частью, на которой под надписью "ПЕТРОЗАВОДСК" изображалась стилизованная ладья с годом "1703" на парусе. Современный же герб утверждён 16 апреля 1991 года.