Kainuusta on ponnistanut useita kansainvälistäkin menestystä lajeissaan saavuttaneita urheilijoita. Maakunnan palloilujoukkueet eivät tällä hetkellä loista maamme pääsarjoissa, mutta tarjoavat kuitenkin merkittäviä harrastusmahdollisuuksia ja tien monelle pelaajalle eteenpäin. Luonnollisestikin hiihto- ja talviurheilulajit ovat maakunnassa erinomaisten olosuhteiden ansiosta korkealla tasolla.
Maakunnan keskuksena on Kajaanille useimmiten langennut suurin kunnia mitä tulee joukkueurheiluun ja palloilulajeihin Kainuun maakunnassa. Varmastikin monen urheilun ystävän tällä hetkellä parhaiten tuntema joukkue maakunnasta on Kajaanin Hokki, joka pelaa jääkiekkoa miesten edustusjoukkueellaan Mestiksessä. Mestis on Suomen toiseksi korkein jääkiekon sarjataso heti Liigan jälkeen.
Kajaanin Hokki perustettiin vuonna 1968, jolloin se eriytyi omaksi lajiseurakseen tuolloin jalkapalloon keskittyneestä Kajaanin Palloilijoista eli KaPasta. Hokin merkittävin yksittäinen saavutus tähän mennessä on Mestiksen voitto vuonna 2007, joka on toistaiseksi seuran ainoa Mestis-voitto. Finaaleihin se on kuitenkin yltänyt myös vuosina 2008 ja 2016, jolloin se kuitenkin jäi hopealle. Pronssimitalit seuran palkintokaapista löytyvät vuosilta 2009 ja 2015. Tunnetuista Hokin paidassa pelanneista pelaajista voidaan mainita ainakin Jesse Puljujärvi, Pekka Rinne ja Joonas Kemppainen.
Toinen erittäin tunnettu kainuulainen urheiluseura on Sotkamon Jymy. Pesäpallossa Jymy kuuluu Suomen kaikkien aikojen menestyneimpiin seuroihin. Jo vuonna 1909 perustettu seura on vienyt maamme pesäpallomestaruuden yhteensä jo 16 kertaa, viimeksi vuonna 2015. Vuosina 2011-15 sotkamolaiset juhlivat mestaruutta joka ikinen vuosi. Hiukan pesäpallostadionilla, Sapsojärven rannalla kotiottelunsa pelaava seura lieneekin Sotkamolle eniten tunnettavuutta tuonut yksittäinen asia.
Jalkapallon puolella kajaanilainen seurakenttä on ollut huomattavasti hajaantuneempaa. Viime vuosina on ehkäpä kirkkaimpana kaupungin ja koko Kainuun maakunnan futiksen lippulaivana toiminut vuonna 2006 perustettu AC Kajaani. Kaudella 2017 seura pelaa miesten edustusjoukkueellaan Suomen kolmanneksi korkeimmalla sarjatasolla, Kakkosen C-lohkossa. Seura syntyi kahden seuran yhteenliittymänä, tarkemmin sanottuna Kajaanin Palloilijoiden ja FC Tarmon.
Samaten jalkapallon Kakkosessa pelaa sinne kaudeksi 2017 Kolmosesta noussut Kajaanin Haka, joka on hieman perinteikkäämpi seura – sen perustamisvuosi on 1953. Parhaimmillaan lyhennettä KajHa käyttävä seura oli jopa karsimassa korkeimmalle sarjatasolle pääsystä kauden 1993 päätteeksi, mutta jäi tästä paikasta kahden pisteen päähän noususarjassa. Menestyneimpiä kajaanilaisia futaajia ovat Ari Tegelberg, Iiro Aalto, Tero Kemppainen, Olli Huttunen ja Ari Heikkinen.
Maamme kansallislajissa, pesäpallossa, maakunnan värejä kantaa Sotkamon Jymyn ohella myös Kajaanin Pallokerho. KPK-lyhenteellä tunnettu seura nousi kaudeksi 2016 Superpesikseen naisten puolella ja jatkaa siellä kaudella 2017. Miesten puolella KPK pelaa kolmannella sarjatasolla eli Suomensarjassa.
Muista urheiluseuroista joukkueurheilun puolelta voidaan mainita vielä ainakin salibandyyn erikoistunut kajaanilainen Papas, joka on varsinkin naisten sarjoissa menestynyt hyvin. Koripallossa maakunnan lippulaivana toimii erityisesti junioripuolella kunnostautunut Kajaanin Honka. Lentopallon puolelta voitaneen mainita lähinnä Kajaanin Kuohu. Jääkiekossa Kajaanin ulkopuolelta merkittävin seura on Kuhmon Kiva HT.
Hiihtolajit ovat luontaisesti olleet erittäin suosittuja ja tuottaneet menestyneitä urheilijoita. Hiihtäminen on osa kainuulaisten liikuntaharrastamista talviaikaan erittäin kiinteästi, ja siihen maakunta tarjoaakin erinomaiset olosuhteet. Yksilöurheilun puolella Kainuu on maakuntana tuottanut Suomeen yhteensä yhdeksän olympiamitalistia kautta aikojen – siis saman verran kuin vaikkapa huomattavasti väkirikkaampi Pirkanmaa. Tässä yhteydessä tarkoitetaan siis nimenomaan maakunnassa syntyneitä urheilijoita.
Viime vuosien menestynein kainuulaishiihtäjä on eittämättä Iivo Niskanen. Niskanen on kylläkin syntyisin Oulusta, mutta edustaa tätä nykyä kainuulaista Vuokatti Ski Team -seuraa. Nuoren, 25-vuotiaan Niskasen toistaiseksi muistettavin saavutus on Sotshin vuoden 2014 olympialaisten kultamitali parisprintistä yhdessä Sami “Musti” Jauhojärven kanssa. Vuokatti Ski Teamin hiihtäjiin kuuluu niin ikään Kainuun ulkopuolella (Ylitorniossa) syntynyt Jauhojärvi.
Mäkihypyssä kainuulaisnimistä nousevat esiin Veikko Kankkonen ja edelleen aktiivinen Anssi Koivuranta. Kankkonen muistetaan etenkin vuoden 1964 Innsbruckin olympialaisista. Siellä Kankkonen voitti kultaa pikkumäestä ja hopeaa isosta mäestä. Lisäksi hän voitti Keski-Euroopan legendaarisen mäkiviikon kahdesti ja Salpausselän kisat viisi kertaa. Mäkihypyn ohella Veikko Kankkonen menestyi kansallisella tasolla hyvin myös golfissa ja pelasi parin vuoden ajan Lahdessa myös pesäpallon SM-sarjaa.
Kajaanissa vuonna 1956 syntynyt yhdistetyn hiihtäjä Jouko Karjalainen lukeutuu niin ikään kainuulaisiin olympiamitalisteihin. Hän voitti yhdistetyn hopeaa kaksissa olympialaisissa, 1980 Lake Placidissa ja 1984 Sarajevossa. Holmenkollenilla vuonna 1981 Karjalaisen mitali oli kultainen. Urallaan hän edusti seuratasolla Kainuun Hiihtoseuraa sekä Lahden Hiihtoseuraa.
Kainuun naishiihtäjistä esiin nousee kirkkaimpana tähtenä Kuusamossa 1959 syntynyt Pirkko Määttä. Pronssia Määttä voitti viestijoukkueen hiihtäjänä Sarajevossa 1984 ja Calgaryssa 1988. Lahden 1989 MM-kisoista Määttä sai viestistä kultamitalin. Yksilökilpailijana hänen paras saavutuksensa oli Val di Fiemmen vuoden 1991 MM-kisojen 15 km:n viides sija.
Yleisurheilun parissa kainuulainen menestys ei ole kansainvälisellä tasolla ollut järin mainittavaa. Maakunnan yleisurheilijoista voidaan kuitenkin mainita Jouko Niskanen, 1 500 metrin SM-voittaja vuodelta 1973, pikajuoksija Matti Rusanen ja pikajuoksija Pirjo Wilmi.
Vuokatin urheiluopistolla on erittäin tärkeä rooli paitsi Kainuun maakunnan, myös koko Suomen urheiluvalmennuksen kannalta. Se tarjoaa maailmanluokan harjoitteluolosuhteet monien lajien edustajille. Vuokatin tunnettuihin kasvatteihin kuuluvat muun muassa Enni Rukajärvi, Kerttu Niskanen, Tapio Korjus ja Kaisa Mäkäräinen, muutamia mainitaksemme.