Sønderborg Slot ligger på et fremskudt næs, mellem Als Sund og Sønderborg Bugt, i Sønderborg på Als. Øst for slottet løber Strandvej/Slotsbakken, og herfra stiger terrænet stærkt op mod købstadens gamle bykerne, hvor bebyggelsen overvejende består af små borgerhuse, småhuse og skure.
Adgangen til anlægget sker fra Slotsbakken nordøst for slottet. En let stigende indkørsel fører op til en grusbelagt forplads foran slottets østfacade. Fra forpladsen, der benyttes til parkering, er der en portgennemgang midt i østfløjens facade med adgang til slottets indre gård.
I haveanlægget øst for slottet ses ruinerne af et forborgsanlæg. Mod nord ses ruinen af en runddel og en voldmur med retning mod en korresponderende bastion i syd, som er markeret ved en rund græsvold i terrænet. Foran voldmuren formidler en svag rende i terrænet fortællingen om den tidligere voldgrav. Broovergange fører to steder over renden og via gennembrud i voldmuren til forpladsen.
Det historiske voldsteds afgrænsning markeres hele vejen omkring slottet: mod øst med en græsvold, på kystsiderne i syd og vest af en hegnsmur i røde tegl, og på arealet langs slottets nordfacade ved en stigning i terrænet. Parallelt med voldlinjen fører stier omkring slottet. Syd og vest for slottet er der græspartier og en række gamle træer. Parallelt med slottets nordfløj er der i nyere tid anlagt en ringriderbane.
Selve slottet er et sluttet, firfløjet bygningsanlæg, i tre stokværk samt en høj tagetage. Der er mindre kældersektioner under alle fire fløje. Bygningens fløje møder ikke hinanden vinkelret, men tegner et parallelogram, med spidsvinklede hjørner mod sydøst og nordvest. På slottets nordvestlige hjørne hæfter sig et rundt hjørnetårn. Ved slottets sydøstlige og sydvestlige hjørner ses eksponerede rester af tårnfundamenter.
Slottet er grundmuret i røde og gule teglsten, primært røde munkesten. I soklen ses partier af granit, og langs hele slottets kant er der pikstensbelægning. Udover en omløbende hovedgesims, som udgøres af formstøbte sten, står slottets murværk blankt og uden detaljering. Slotsfløjenes sadeltage og det nordvestlige hjørnetårn er beklædt med røde vingetegl, mens tre polygonale trappetårne i den indre slotsgård har kobbertag.
Den indre slotsgård er pikstensbelagt med nedlagte spor af bordursten, der markerer ganglinjerne fra slotsporten i østfløjen til de øvrige, primære indgange i fløjene. I slotsgårdens sydvestlige hjørne står Christian II’s Brønd.
I facadernes murværk ses partielle variationer i forbandt og sten, adskillige spor af reparationer og ændringer, der er blevet udført igennem tiden, samt en del murankre. Eksempelvis er der på sydfløjens ydre facademur gentagne steder med forstærkede granitindrammede kanonskydeskår, og på østfløjens ydre facademur ses i 2. stokværk, ved de ni midterste fag, en rytme af mindre skoldehuller i murfelterne mellem stokværkets vinduer, samt spor fra en nedlagt vægtergang.
Vinduerne sidder taktfast og regelbundne i facaderne. I de ydre facaders 2. og 3. stokværk samt i facaderne mod den indre slotsgård ses gråmalede korspostvinduer med seksrudede rammer indfattet i brede plankekarme. Over vinduerne ses et fremspringende vandbræt. I de ydre facaders 1. stokværk ses en fast takt af mindre vinduesåbninger, der varierer mellem vinduer med sortmalede støbejernsgitre og murblændinger.
På facaderne ind mod slotsgården ses endvidere torammede vinduer over døre samt rundbuede vinduesåbninger ved kælderpartier. Trappetårnene i den indre slotsgård har mindre sortmalede og rundbuede vinduer med brede karme samt murede gesimsbånd, der markerer etageovergange.
Hovedindgangen til slottet går via det hvælvede portrum i østfløjen, hvori der sidder en kurvehanksbuet trefagsport med en dør indfældet i det midterste felt. Felterne i porten er udfyldt med flammeret træbeklædning, og porten er malet mørkegrøn. Indgangsdørene til slottets fløje i indre slotsgård er rundbuede trædøre med flammeret beklædning og sparremønster. Indgangsdøren til slotskirken i nordfløjen adskiller sig ved at være rektangulær og hævet seks trin over gårdspladsniveau. En dobbelttrappe fører op til kirkens indgang.
I slottets tagrygge ses en række nyere murede skorstene. På tagfladerne udadtil ses i alt fire små kviste, to på hver af henholdsvis øst- og vestfløjen. Endvidere ses en enkelt større kvist centralt på vestfløjens gårdfacade. På det nordvestlige hjørnetårn i indre slotsgård er opsat et ur. Uret har en kvadratisk mørkeblå bagplade med gyldne visere og romertal.