מקורו של החג הוא בחג שמיני עצרת המופיע בתורה, אך אופיו המיוחד של שמחת תורה התפתח עם השנים. לאחר שהתקבל המנהג לקרוא את התורה במחזור שנתי, נקבע היום כיום שבו מסיימים את הקריאה בחמשת חומשי התורה ומתחילים מיד מחזור חדש.

במהלך החג קוראים את הפרשה האחרונה בתורה - "וזאת הברכה" שבספר דברים, ומיד לאחר מכן מתחילים לקרוא את הפרשה הראשונה - "בראשית" שבספר בראשית. כך מבטאים את הרעיון של התורה כמחזור מתמשך שאין בו הפסקה בין סיום להתחלה.

במקורות התורה מופיע היום האחרון של חג הסוכות כ"שמיני עצרת", אך אופיו של היום כחג שמוקדש לסיום קריאת התורה ולהתחלתה מחדש התפתח עם השנים. לאחר שחכמי בבל הנהיגו את מחזור הקריאה השנתי, התקבע המנהג לסיים ביום זה את קריאת התורה ולהתחיל מיד את הקריאה מחדש בפרשת בראשית

המנהג המזוהה ביותר עם החג הוא ההקפות. בבתי הכנסת מוציאים את ספרי התורה מארון הקודש, נושאים אותם ומקיפים את הבימה בשירה ובריקודים. בקהילות רבות נהוג לקיים שבע הקפות או יותר.

ההקפות נערכות בדרך כלל בערב החג ובבוקרו, והן מבטאות את השמחה על סיום קריאת התורה ועל התחלת המחזור החדש. עם השנים הפכו הריקודים עם ספרי התורה למרכיב המרכזי בחגיגות שמחת תורה בקהילות רבות בישראל ובעולם.

בישראל נהוג גם לקיים במוצאי החג "הקפות שניות" - אירועים שבהם מוציאים שוב את ספרי התורה ורוקדים עמם במרחב הציבורי ובבתי הכנסת.

תפילות שמחת תורה מבוססות על תפילות יום טוב של שמיני עצרת, ובמהלך החג משולבים קטעים מיוחדים הקשורים לסיום קריאת התורה ולהתחלתה מחדש.

בערב החג מתפללים תפילת ערבית של יום טוב, ולאחריה מתקיימות בדרך כלל ההקפות - הוצאת ספרי התורה מארון הקודש, נשיאתם סביב הבימה ושירה וריקודים לכבוד התורה.

בתפילת שחרית של שמחת תורה מתפללים תפילת יום טוב ואומרים הלל שלם. לאחר מכן מתקיימת קריאת התורה המיוחדת: תחילה קוראים את פרשת "וזאת הברכה", המסיימת את ספר דברים, ומיד לאחר מכן מתחילים את הקריאה מחדש בפרשת "בראשית" שבספר בראשית.

בקריאה זו נהוג לכבד שני עולים מיוחדים: "חתן תורה", העולה לסיום התורה בפרשת "וזאת הברכה", ו"חתן בראשית", העולה לקריאת תחילת התורה בפרשת "בראשית".

בקהילות רבות בישראל ובעולם מתקיימות גם הקפות שניות במוצאי החג - המשך של מנהג ההקפות, הכולל הוצאת ספרי תורה, שירה וריקודים.

בשמחת תורה נהוג להעניק כבוד מיוחד לעולים לתורה. מי שמסיים את קריאת התורה נקרא "חתן תורה", ומי שמתחיל את הקריאה מחדש בפרשת בראשית נקרא "חתן בראשית".

המנהג מבטא את החשיבות שמייחסים לסיום מחזור הקריאה לצד ההתחלה המחודשת. בקהילות רבות נהוג גם לשתף ילדים בחגיגות, במטרה לחבב עליהם את התורה. בשמחת תורה נהוג בקהילות רבות לשתף ילדים בקריאת התורה. אחד המנהגים הבולטים הוא "עליית כל הנערים", שבה עולים כל הבנים יחד לתורה תחת טלית אחת.

אחד הסמלים המוכרים של החג הוא דגל שמחת תורה. דגלים אלה נוצרו כדי לשתף את ילדי הקהילה בחגיגות שמחת תורה, והמנהג התפשט בקהילות יהודיות שונות.

לאורך השנים הופיעו דגלי שמחת תורה בצורות שונות, כולל באוספים היסטוריים של קהילות יהודיות ברחבי העולם. בקהילות שונות נהוג גם לתת להם ספרי תורה קטנים, דגלים וממתקים כחלק מהשמחה סביב התורה.