中國參加雅典奧運會的體育代表團運動員共獲得本屆奧運會28個大項中的26個大項，本屆奧運會301個小項中的203個小項目的資格。我國未能夠獲得參賽資格的項目是馬術和棒球。
在雅典奧運會上，代表團可報名參賽的運動員，人數達到407人，這一數字已經達到代表團預期的參賽規模，其中皮劃總隊，游泳隊由於規則允許，對保證重點項目參賽主力，個別項目的運動員應主動放棄四個參賽運動員的名額，因此我國代表團最終參賽報名人數407人，代表團最後報名表已於7月11日寄往雅典奧運會，根據雅典組委會的規定，和各地的報名情況，我代表團官員人數為226人，其中團部為31人，各運動員為195人。在代表團團部和各隊官員中醫生26人，翻譯27人，陪練兩人，目前已經確定的參賽運動員分別來自以下27個省區市。
以入選代表團人數為序，他們是廣東省，遼寧省，上海市，北京市，江蘇省，山東省，浙江省，四川省，河北省,福建省，湖南省，廣西自治區，天津市，江西省，陝西省，河南省，雲南省，吉林省，湖北省,安徽省,黑龍江省，貴州省,甘肅省,新疆自治區,重慶市,山西，內蒙古，以及解放軍。
全團運動員平均年齡為23.3歲，年齡最大的是射擊運動員王義夫為44歲，他第六次代表國家參加奧運會比賽。年齡最小的是游泳運動員張天毅，14歲，是首次參加奧運會比賽。代表團少數民族運動員為12名，分別來自蒙古族，滿族，回族，維吾爾族，哈薩克族等七個少數民族。
407名運動員中女運動員為269人，有84人曾經代表國家參加過奧運會比賽，占代表團運動員總數的20.6%，其中23名運動員曾參加過26屆亞特蘭大奧運會，有79名運動員曾參加過27屆運動會，有28名參加過這兩屆奧運會。代表團中有223名運動員將首次參加奧運會比賽。
奧運參賽代表隊最少的奧運會
聖路易奧運會於1904年7月1日至11月23日舉行，延續了4個多月，是奧運會史上又一次曠日持久的運動會。但在本屆奧運會上，參賽的國家僅12個，是迄今奧運會參賽隊伍最少的一次。東道主曾提出派船接送前來參賽的歐洲選手，但這一許諾最後只是張空頭支票。因為歐洲與美國遠隔重洋，因此赴美參賽的旅費相當昂貴，再加上很多人擔心日俄海戰事態繼續發展，包括法國在內的許多歐洲國家都沒有派隊伍參加比賽。因此，在聖路易奧運會上來自歐洲的“戰團”陣容並不強大。英國、德國、希臘、挪威、匈牙利等國家分別有1名、17名、14名、2名、4名選手參加了比賽。而這些歐洲選手全加起來只有41人。而且有些國家的選手還是旅居在美國的僑民或留學生。
除歐洲外，另外5個參賽隊伍是東道主美國隊以及古巴隊、加拿大隊、澳大利亞隊和首次參加奧運會的南非隊。這5支代表隊的參賽運動員一共625人，其中美國派出的選手就占了533人。在聖路易奧運會上，比賽的項目發生了一些變化。在巴黎奧運會上已經舉行過的馬術、帆船、腳踏車、射擊等比賽沒有被列入賽事日程。但在這屆奧運會上新增加了拳擊、曲棍球等比賽項目，同時，恢復了第一屆奧運會時就已經列入比賽名單的摔跤、舉重項目，並舉行了籃球表演賽。在本屆奧運會上女子項目就只有射箭一項。由於外國選手總共只有133名，以致在拳擊、自由式摔跤、射箭、網球、水球等比賽場上露面的選手幾乎都是清一色的美國人。因此，有人曾把這屆奧運會戲稱為“美國運動會”。
