Tallinna Kammerorkester (TKO) on asutatud dirigent Tõnu Kaljuste poolt 1993. aastal. TKO tegevus oli eriti algusaastatel väga tihedalt seotud Eesti Filharmoonia Kammerkooriga ning ühised esinemised ja plaadistused tõid mõlemale kollektiivile rahvusvahelise tuntuse ja tunnustuse. 1993. aastal ilmus plaadifirmalt ECM heliplaat “Te Deum” Arvo Pärdi teostega, mis pälvis kõrge hinnangu maailma juhtivatelt muusikakriitikutelt ja püsis pärast ilmumist aasta plaadiedetabelite esikümnes. Koostöös ECMiga on hiljem ilmunud veel väga olulisi helisalvestisi: Erkki-Sven Tüüri “Crystallisatio”, Arvo Pärdi “Litany”, “In Principio” ja “Adam’s Lament” (see tõi Tõnu Kaljustele 2014. aastal Grammy auhinna) ning Heino Elleri “Neenia”. TKO on teinud veel koostööd plaadifirmadega Warner Music / Finlandia Records, Carus Verlag jt.
TKO on esinenud paljudel mainekatel muusikafestivalidel: Milano Bachi kantaatide festival (1996, 1997), Bremeni muusikafestival (1998), Torino “Settembre Musica” (2004), Budapesti sügisfestival (2005), Kaustineni kammermuusikafestival (2005), Arturo Benedetti Michelangeli festival (Bergamo, Brescia 2007), “Musiikkia!” (Ruovesi, 2012), Cervantino festival (2012). Kontserdireisid on kollektiivi viinud korduvalt USAsse, Kanadasse, Jaapanisse, Brasiiliasse, Argentiinasse, Mehhikosse ja enamikku Euroopa riikidest. Esinetud on Euroopa nimekamates kontserdisaalides, samuti New Yorgis Carnegie Hallis ning Pekingi Keelatud Linna kontserdisaalis.
1993–1995 ja 1996–20001 oli orkestri peadirigent Tõnu Kaljuste. Juha Kangas (Soome) oli peadirigent 1995–1996 ning kunstiline nõustaja 2001–2003. Vahepealsetel hooaegadel kureeris TKO tegevust Eri Klas. 2013–2019 oli peadirigent Risto Joost, 2019. aasta sügisest asus taas ametisse Tõnu Kaljuste. Orkestrit on juhatanud veel John Storgårds, Pietari Inkinen, Okko Kamu, Jaakko Kuusisto, Richard Tognetti, Terje Tonnesen, Valentin Zhuk, Daniel Raiskin, Samuel Wong, Dmitri Sitkovetski. 1993–1996 oli TKO kontsertmeister Maano Männi, aastast 1996 on selles ametis Harry Traksmann. Kuigi TKO põhikoosseisu kuuluvad vaid keelpillimängijad, osalevad orkestri töös pidevalt ka parimad puhkpillimängijad ERSOst ja rahvusooper Estonia orkestrist. 2013. aastal pälvis TKO Eesti Muusikanõukogu interpretatsioonipreemia.