本次出征东京奥运会的中国体育代表团共777人。其中运动员431人（女运动员298人，男运动员133人），教练员、领队等运动队工作人员307人，团部工作人员39人。
中国体育代表团的431名运动员中，运动员平均年龄25.4岁，年龄最小的是跳水队14岁的全红婵，年龄最大的是马术队52岁的李振强。在代表团中，有包括曹缘、赵帅、石智勇、朱婷、钟天使、马龙、谌龙等来自11个项目的24名奥运会冠军。
团部
团长：苟仲文
副团长：高志丹、杨宁、李颖川、李建明
秘书长：刘国永
副秘书长：徐彬、郑瑶、李政、王禹平
团部成员：张剑、涂晓东、张新、杨雪鸫、魏代顺、谢敏豪、詹晖、李海钢、彭钊、张涛、范英华、魏新翼、吴天文、陆帅、唐凌烽、李贺、冯晓、王衎、苏东浩、许涓、金砚、李璟、王健全、陈馨、张荣存、杨丽平、朱钰霖、李天恺、袁晔
项目：花样游泳
领队：赵健
教练：汪洁、王芳、张晓蕾、张晓欢
医生：段竹君
女运动员：孙文雁、黄雪辰、呙俐、梁馨枰、尹成昕、冯雨、肖雁宁、王芊懿
项目：跳水
领队：周继红
教练：赵文进、聂玉弟、刘犇、刘峰、余晓玲、寇萌萌、王敢
医生：袁阳、魏东凌
翻译：刘江平
女运动员：施廷懋、王涵、陈芋汐、全红婵、张家齐
男运动员：谢思埸、王宗源、杨健、曹缘、陈艾森
项目：马拉松游泳
领队：宋宝成
副领队：张伟
教练：金浩
医生：高荣刚
翻译：温伍德·雅各布·马丁
女运动员：辛鑫
项目：游泳
领队：李军
教练：崔登荣、韩冰岩、楼霞、王爱民、郑珊、朱志根
医生：陈佳豪、樊晓丹
翻译：贾蕾
女运动员：艾衍含、陈洁、程玉洁、董洁、李冰洁、柳雅欣、彭旭玮、汤慕涵、唐钱婷、王简嘉禾、吴卿风、杨浚瑄、于静瑶、余依婷、俞李妍、张一璠、张雨霏、朱梦惠
男运动员：程龙、何峻毅、洪金权、季新杰、孙佳俊、覃海洋、汪顺、徐嘉余、闫子贝、余贺新、张子扬
项目：水球
领队：陈应表
教练：佩塔尔·波罗比奇、萨尔瓦多·戈麦斯·阿圭拉、李文华、瓦斯科·乌茨科维奇
医生：陈远发
翻译：马殊韬
女运动员：陈笑、邓泽文、鹿译文、梅笑寒、牛冠男、彭林、沈轶能、王欢、王歆艳、熊敦瀚、翟颖、张丹奕、张婧
项目: 射箭
领队：梁纯
副领队：李劲松
教练：李王雨、何影、潘敏锐、薛海峰
