De samenstelling van de Nederlandse Eerste Kamer wordt bepaald door getrapte verkiezingen.

Sinds de grondwetsherziening van 1983 wordt de Eerste Kamer in principe eens in de vier jaar gekozen. De verkiezing wordt - behalve in geval van vervroegde ontbinding der Kamer - gehouden binnen drie maanden na de verkiezing van de leden van Provinciale Staten.

De vereisten voor het lidmaatschap van de Eerste Kamer zijn dezelfde als voor dat van de Tweede Kamer.

Doordat de leden van de Eerste Kamer niet rechtstreeks worden gekozen en hun functie in deeltijd vervullen, staan zij wat verder van de dagelijkse politiek af. Zij voeren bijvoorbeeld geen verkiezingscampagne.

Kiessysteem 
De leden van Provinciale Staten en van de kiescolleges voor de Eerste Kamer brengen op de verkiezingsdag hun stem uit. De kandidaten staan per partij op één of meer lijsten.

De stemmen worden gewogen naar rato van het inwonertal van een provincie c.q. openbaar lichaam, zoals dat wordt vastgesteld door het Centraal Bureau voor de Statistiek per 1 januari van het jaar dat de verkiezingen plaatsvinden. Het inwonertal wordt gedeeld door het honderdvoud van het aantal statenleden per provincie, en dan rekenkundig afgerond op een geheel getal. De uitkomst heet de stemwaarde.

Bij de verkiezingen voor de Eerste Kamer in 2023 waren de volgende stemwaarden van toepassing:

De op een partij in een provincie/kiescollege uitgebrachte stemmen worden vermenigvuldigd met de stemwaarde. De uitkomst hiervan heet het stemcijfer. De zetelverdeling geschiedt met behulp van de kiesdeler. Deze wordt berekend door de som van de stemcijfers van alle provincies te delen door het aantal beschikbare zetels.

Voor iedere partij wordt gekeken welk stemcijfer zij in totaal heeft behaald (in feite dus hoeveel stemmen zij heeft gekregen en welke stemwaarde die stemmen hadden). Dat totaal wordt gedeeld door de kiesdeler. De uitkomst van die deling levert het zetelaantal per partij op. Omdat de uitkomst niet altijd een rond getal oplevert, blijven er restzetels over. Deze worden verdeeld aan de hand van het systeem van grootste gemiddelden.

Geschiedenis

1815-1848 
Het ledental van de Eerste Kamer was door de jaren heen niet aldoor hetzelfde. Van 1815 tot 1830 lag het aantal tussen de 40 en 60; na de afscheiding van de zuidelijke provincies in 1830 waren er minimaal 20 en maximaal 30 leden. De leden werden door de Koning benoemd voor het leven.

1848-1888 
Vanaf 1848 werden de leden van de Eerste Kamer gekozen door de leden van Provinciale Staten. Een kandidaat werd verkozen als hij in de Provinciale Staten de absolute meerderheid behaalde. In deze periode bestond de Eerste Kamer uit 39 leden. De leden werden voor negen jaar gekozen, waarbij om de drie jaar een derde deel van de Kamer werd vernieuwd.

Het aantal leden van de Eerste Kamer naar provincie was in deze periode als volgt samengesteld:

1888-1923 
In 1888 werd het aantal leden van de Eerste Kamer uitgebreid tot 50.

Het aantal leden van de Eerste Kamer naar provincie was in deze periode als volgt samengesteld:

1923-1956 
In 1923 werd een ander stelsel voor de verkiezingen ingevoerd. Er werd overgestapt naar het stelsel van evenredige vertegenwoordiging; alle uitgebrachte stemmen telden sindsdien mee voor de bepaling van de zetelverdeling. Voorts werden de Nederlandse provincies ten behoeve van Eerste Kamerverkiezingen verdeeld in vier kiesgroepen. De afvaardiging naar kiesgroep was als volgt:

Iedere drie jaar waren in twee van deze groepen (in I en III, dan wel II en IV) alle Eerste Kamerleden aftredend. De zittingsduur van de leden werd bepaald op zes jaar.

De door de leden van Provinciale Staten uitgebrachte stemmen hadden niet alle dezelfde waarde; zij werden gewogen aan de hand van de bevolkingscijfers van de provincies.

1956-1983 
In 1956 werd de Eerste Kamer uitgebreid tot 75 leden. De afvaardiging naar kiesgroep was als volgt:

1983-2019 
Van 1983 tot 2019 kozen de leden van Provinciale Staten om de vier jaar tegelijkertijd alle 75 leden van de Eerste Kamer. De verkiezingen werden gehouden maximaal drie maanden nadat verkiezingen zijn gehouden voor Provinciale Staten. De kiesgroepen werden afgeschaft.

2019-heden 
Tot 2019 werden de leden van de Eerste Kamer alleen gekozen door de leden van Provinciale Staten. Bij de grondwetswijziging van 2017 werd bepaald dat ook de leden van de kiescolleges voor de Eerste Kamer in de openbare lichamen in Caribisch Nederland mee mogen stemmen. Bij de grondwetsherziening van 2022 werd een bepaling aan de Grondwet toegevoegd inzake de instelling van een vierde kiescollege, bestemd voor niet-ingezetenen met de Nederlandse nationaliteit.

Verkiezingen voor de kiescolleges vinden gelijktijdig plaats met de Provinciale Statenverkiezingen in het Europese deel van Nederland.