2000年現在の国勢調査で、この都市は人口173,890人、76,650世帯、及び40,164家族が暮らしており、グレーター・ノックスビル (大都市) は人口687,249人である。人口密度は724.6/km² (1,876.7/mi²) である。354.1/km² (917.1/mi²) の平均的な密度に84,981軒の住宅が建っている。この都市の人種的な構成は白人79.71%、アフリカン・アメリカン16.20%、ネイティブ・アメリカン0.31%、アジア1.45%、太平洋諸島系0.03%、その他の人種0.72%、及び混血1.57%である。人口の1.58%はヒスパニックまたはラテン系である。76,650世帯のうち、22.8%が18歳未満の子供と一緒に生活しており、35.3%は夫婦で生活している。13.7%は未婚の女性が世帯主であり、47.6%は結婚していない。38.3%は1人以上の独身の居住者が住んでおり、11.4%は65歳以上で独身である。1世帯の平均人数は2.12人であり、結婚している家庭の場合は、2.84人である。人口の19.7%が18歳未満で、16.8%が18歳から24歳、29.5%が25歳から44歳、19.6%が45歳から64歳、14.4%が65歳以上である。平均年齢は33歳である。女性100人に対し、90.0人が男性である。18歳以上の女性100人に対し、86.3人が18歳以上の男性である。この都市の世帯ごとの平均的な収入は27,492 USドルであり、家族ごとの平均的な収入は37,708 USドルである。男性は29,070 USドルに対して女性は22,593 USドルの平均的な収入がある。この都市の一人当たりの収入 (per capita income) は18,171 USドルである。人口の20.8%及び家族の14.4%は貧困線以下である。全人口のうち18歳未満の26.1%及び65歳以上の12.0%は貧困線以下の生活を送っている。
ノックスビル市は北緯35度58分22秒西経83度56分32秒に位置している。アパラチア山脈の麓に位置し、起伏の多い坂の町である。アメリカ合衆国統計局によると、この都市は総面積254.1 km² (98.1 平方マイル) である。このうち240.0 km² (92.7 平方マイル) が陸地で14.1 km² (5.4 平方マイル) が水面である。総面積の5.54%は水面となっている。ノックスビル市の南東でフレンチ・ブロード川がホルストン川と合流し、テネシー川となって西へと流れる。
1786年に入植されたノックスビルは、テネシー州の都市の中ではナッシュビルに次ぎ2番目に古い歴史を持ち、市名は初代アメリカ合衆国陸軍長官ヘンリー・ノックスにちなむ。テネシー州が連邦に加盟した1796年から州都がマーフリーズボロに移転した1819年までは、同州の州都として機能した。繊維、タバコ、肉牛、木材、石炭、大理石（実際にはオルドビス紀のホルストン層石灰岩である）などの集散地として発展したが、今日ではアパラチア山脈水源の水力を利用したアルミニウム製錬工業が盛んな都市として知られる。現在のノックスビルにあたる地域に初めて居住した人類は紀元前1000年頃に気候の変動に従い五大湖地方から南下してきたウッドランド文化に属する狩猟民であった。その後巨大なマウンドが作られるようになり、テネシー大学のキャンパスにはこの時期に作られた墳丘墓がある。18世紀にノックスビル周辺に定住していた先住民はチェロキーのみであった。チェロキーはこの地域を「青い煙の地」という意味の「シャコマゲ」（Shacomage）と呼んでいた。1830年、アンドリュー・ジャクソン大統領がインディアン移住法を調印し、この地域に居住していたチェロキーは全て追放された（詳しくは涙の道を参照）。アパラチア山脈山麓に点在する工業都市発展の礎となったテネシー川流域開発公社（TVA）の本部がある。また、1982年にはノックスビル国際エネルギー博覧会が開催されたことで、全米にその名を知られるようになった。テネシー大学の本校のある、学園都市でもある。1999年には、テネシー大学の女子バスケットボールチームレディー・ボルズの活躍から、女子バスケットボール殿堂が開館した。
1996年4月3日、アメリカ商務長官ロン・ブラウンをはじめとするアメリカの貿易使節団は事故機（CT-43）に搭乗し、ザグレブ国際空港から一路ドゥブロヴニク空港へ向かっていた。しかし、ドゥブロヴニク空港周辺はこの日の朝から悪天候が続き、雲に覆われて視界が全くきかない状態であった。また当時はクロアチア紛争の終結から約5ヶ月しか経過しておらず、セルビアとの制限空域が設定されており、空中警戒管制機からの指示で迂回する事になり、予定のフライトから約15分ほど遅れていた。更に紛争による同空港の占拠で、計器着陸装置などの近代的な航空保安施設が破壊されており、現代では時代遅れとされていた無指向性無線標識の施設を使用して着陸する方式を取っていた。先に大使を乗せて同地に着陸していた特別機の機長からはダイバートを進言されていたが、パイロットは着陸を強行した。IFO-21便は、空港から20km離れたコロセップ島にある無指向性無線標識の電波を受信し、空港滑走路手前にあるもう1つの標識を目指して最終着陸態勢に入った。この事故機にはADF（自動方向探知機）が1つしかなく、空港手前にある無線標識を受信してしまったため、コロセップ島にあるほうの信号に切り替えて探索して通過した後、慣性航法装置を使用した。しかしそのデータに誤差が生じ、IFO-21便は正規進路から7度ずれて飛行を続けた。山肌が見えたため急上昇を行うも間に合わず、現地時間4月3日15時前に空港から北東に2.6km離れた山に激突して大破し炎上した。通信が途絶した事を受けて、通信途絶の一報はアメリカ国防総省に通知され、イタリアから空軍の特殊部隊を乗せたMH-53ヘリコプターなど2機が捜索に向かった。だが不運な事に、墜落した際に発報される極超短波を受信するシステムがドゥブロヴニク空港には存在しなかった。結果的に進入経路である海面の捜索を行った結果、事故機発見が事故から4時間半後の同日19時半と大幅に遅れてしまった。発見のきっかけは住民の通報であった。さらに墜落現場周辺は悪天候であり、クロアチア紛争の際に仕掛けられた地雷原が複数あったため、アメリカ軍兵はクロアチア軍の誘導を受けるしか接近する術がなく、結局現場に到着したのは墜落現場発見からさらに2時間後の事であった。このとき尾翼付近からシェリー・ケリー軍曹が発見され病院に搬送されたが、搬送中の救急車内で死亡した。結果、ロン・ブラウンをはじめ、ニューヨーク・タイムズのフランクフルト支局チーフであったナザニエル・C・ナッシュなどの多数の要人と乗員が全員死亡するという惨事となった。