Dans sa définition formelle, la notion d’État de droit s’oppose à celle de pouvoir arbitraire. Elle suppose que le pouvoir politique est soumis à des règles de droit hiérarchisées. Pour contrôler que l’État respecte le droit, une séparation des pouvoirs est nécessaire. C’est le pouvoir judiciaire, indépendant du pouvoir exécutif et du pouvoir législatif, qui veille au respect de la prééminence du droit. L’État de droit suppose l’existence de juridictions indépendantes.
Dans sa définition "substantielle", l’État de droit s’étend à la protection des libertés et droits fondamentaux.
L'État de droit consacre les règles de droit en tant qu’instruments de régulation de l’organisation politique et sociale.
L'État de droit repose sur trois piliers : la hiérarchie des normes, l'égalité devant la loi, la séparation des pouvoirs.
Le concept d’État de droit est théorisé par le juriste Hans Kelsen au début du XXe siècle qui le définit ainsi : un "État dans lequel les normes juridiques sont hiérarchisées de telle sorte que sa puissance s’en trouve limitée".
La hiérarchie des normes implique que chaque norme juridique est rédigée sur le fondement d’un droit qui lui est supérieur, chaque norme prévoyant les modalités de création de la norme qui lui est inférieure. Par exemple, en France, les lois votées par le Parlement doivent respecter le bloc de constitutionnalité (composé de la Constitution de 1958 et de plusieurs textes tels que la Déclaration des droits de l'Homme et du citoyen de 1789 ou le préambule de la Constitution de 1946). Pour y veiller, un contrôle de constitutionnalité des lois est assuré par le Conseil constitutionnel.
On oppose parfois le contrôle de constitutionnalité à la souveraineté du peuple, arguant qu’au nom de la souveraineté populaire, une loi adoptée par le Parlement ne pourrait pas être remise en cause. Or, le peuple souverain détient le pouvoir constituant et la Constitution émane de la souveraineté populaire. Dès lors, le peuple souverain peut modifier la Constitution pour permettre l’adoption de la loi.
L’égalité des sujets de droit constitue la deuxième condition essentielle d’un État de droit. Cela implique que les personnes et les organisations reçoivent la personnalité juridique, en tant que personnes physiques pour les personnes, en tant que personnes morales pour les organisations. L'État est lui-même considéré comme une personne morale.
La loi est la même pour tout sujet de droit, personnes physiques (les individus) et personnes morales (les organisations). L’État est une personne morale et ses décisions sont soumises au principe de légalité.
C'est la justice qui garantit le respect du droit.
Pour être effectivement appliqué, l’État de droit suppose la séparation des pouvoirs, mise en place en opposition à la monarchie absolue où tous les pouvoirs étaient exercés par le monarque.
Elle reconnaît trois pouvoirs (législatif, exécutif, judiciaire), exercés par des organes distincts, indépendants les uns des autres. Chacun de ces organes devient ainsi l’un des trois pouvoirs : le pouvoir législatif est exercé par le Parlement, le pouvoir exécutif est détenu par le chef de l’État et les membres du Gouvernement, le pouvoir judiciaire revient aux juridictions.