Les 348 sénateurs sont élus au suffrage universel indirect par environ 162 000 grands électeurs. Dans chaque département, les sénateurs sont élus par un collège électoral de grands électeurs formé d’élus de cette circonscription : députés et sénateurs, conseillers régionaux, conseillers départementaux, conseillers municipaux, élus à leur poste au suffrage universel*.
Un sénateur est élu pour un mandat de 6 ans.
Le nombre de sénateurs élus dans chaque circonscription varie en fonction de la population : 1 sénateur pour la Lozère, 5 dans le Bas-Rhin et 12 à Paris.
Chaque renouvellement permet d’élire environ la moitié des sénateurs répartis en deux séries. La série 1 qui comporte 170 sièges sera renouvelée lors des élections sénatoriales de septembre 2017. Les 178 sièges de la série 2 ont été renouvelés en septembre 2014.
Selon le nombre de sièges à pourvoir, les sénateurs sont élus au scrutin uninominal majoritaire à deux tours (circonscriptions désignant 1 ou 2 sénateurs) ou au scrutin de liste à la représentation proportionnelle (circonscriptions désignant 3 sénateurs ou plus.)