2004年，奥运会回到了希腊，这也是古代奥林匹克运动会和首届现代奥运会的故乡。共有创纪录的201个国际奥委会会员协会参加了本届比赛。本届奥运会共设了301个小项（比2000悉尼奥运会多1项）的比赛。其影响力激增达到新高，与2000年悉尼奥运会的36亿电视观众相比，本次共有39亿人通过电视收看了雅典奥运会。女子摔跤项目首次进入奥运会，游泳名将菲尔普斯共夺得8枚牌，其中赢得了6枚金牌并打破一项个人项目纪录。范莫塞尔也成为了首位职业生涯获得4枚奥运金牌和6枚牌的自行车女子选手。独木舟选手费舍尔则变成了在5届奥运会中每届比赛至少有2枚牌入账的运动员。田径名将奎罗伊在1500米和5000米两个项目上胜出，与此同时女将霍尔姆斯则在800米和1500米比赛中登上最高领台。在团体项目上，阿根廷以零失球夺得男足冠军；美国女垒登顶，全部比赛与对手的得失分比居然是51-1。
奥林匹克运动发源地、1896年首届现代奥运会举办地希腊曾申办过1996年和2000年的两届奥运会，但都未能成功。尤其是1996年的第26届奥运会，踌躇满志的雅典欲夺下主办权，以在本土举办的奥运会庆祝现代奥运会创办100周年，并对申办获胜胸有成竹。但不料，美国的亚特兰大从半杀出，将那届奥运会的主办权抢走。这一失败令希腊人耿耿于怀。2004年奥运会，雅典连续第三次提出申办。
随着奥林匹克运动的日益普及，以及举办奥运会越来越大的商业利益，已有越来越多的国家对举办奥运会表示出了兴趣。本届奥运会的申办也不例外，全球共有10个城市提出了正式申请，最终进入决选的5个城市除了雅典外，还有阿根廷首都布宜诺斯艾利斯、南非立法首都开普敦、意大利首都罗马和首都。1997年9月5日，在洛桑举行的国际奥委会第106次全会投票决定，雅典获得本届奥运会的主办权。奥运会在时隔108年后，终于又回到了其故乡希腊。
希腊尽管得到了来之不易的举办权，但他们的筹备工作进展缓慢，以至于国际奥委会在2000年时曾一度考虑过变更本届奥运会的比赛地。希腊主办方此后加快工作节奏，在赛会开始前夕，总算勉强完成了筹备工作，使奥运会得以顺利进行。不过，由于游泳比赛场地已来不及建设顶棚，下午参赛的运动员只能烈日和酷暑的。幸好半决赛和决赛等最重要的比赛都是安排在水温和气温都相对稍低一些的晚间进行，便于运动员能在最重要的比赛中发挥出自己的最高水平。
雅典奥运会不仅有些场馆的建筑受到称赞，更令人钦羡的是，雅典还有着其他任何城市都无法比拟的优势。本届运动会田径项目中的男、女铅球比赛是在古奥林匹亚体育场进行的，颇能使人重温古代奥运会的神圣和辉煌。而曾举办过1896年首届现代奥运会的帕那西奈科体育场经过重新布置，承办了本届赛会射箭和马拉松终点阶段的比赛；曾经作为1896年首届现代奥运会自行车赛场的卡莱斯卡基体育场经过翻建后，成为本届男、女足球比赛的场地；马拉松赛的线则完全是传说故事中公元前490年希腊勇士菲里皮迪斯传递消息时所跑的原线。
共有来自国际奥委会201个会员协会的11099名运动员（其中女运动员名，男运动员名）参加了这届奥运会总共28个大项37个分项301个小项的比赛。与悉尼奥运会相比，减少了拳击项目的1个小项、男子摔跤项目的2个小项和女子花剑团体项目，增加了女子摔跤4个小项和女子佩剑个人项目。参与报道本届赛会的新闻记者共有21500名，其中摄影/文字记者5500名，记者16000名。共招募到160000名志愿服务者。
由于近年来的国际活动，雅典奥运会进一步加强了安全工作，组委会共了45000名保安工作人员。参与工作的有来自、军队、海岸警卫队、、私人保镖的人员和经过专门训练的志愿服务人员。尽管安全措施极为严密，但大会门票销售情况仍不理想。直到8月13日赛会正式开幕时，全部520万张门票还只卖出了不到一半。赛会开始后的头几天，许多赛事的看台上都有数千的空余席位。但这种情况很快就有了改善，尤其是晚间的田径比赛，能容纳7万人的看台场场爆满。其他赛事的赛场在大会最后一星期中也几乎是座无虚席。
奥运会开幕前的圣火传递开创了多项第一。为了纪念奥运会重新回到故乡，组委会对火炬传递线进行了精心设计。本次奥运会火炬首次传遍了全世界的五大洲，并首次到达了非洲和南美洲，使世界各地的人们都有机会参与并体验这一盛大活动。圣火传遍历史上举办过夏季奥运会的所有城市，使这些城市有机会再次亲眼目睹奥运圣火，再次体验到奥运会带来的快乐。此外，火炬还到达了一些有特殊意义的城市，如欧盟中心城市布鲁塞尔、国际奥委会总部所在地洛桑以及下届奥运会主办地等。整个火炬传递过程共用78天，在全世界传递了78000公里，并传遍希腊所有行政大区和所有州。
本届奥运会的比赛是提前开幕式两天，从8月11日开始的。8月13日的开幕式进行得精彩纷呈，希腊演员以如诗如梦般的表演展示了爱琴海的浪漫和古代希腊的文明。而独树一帜的圣火点燃仪式更是将开幕式的热烈气氛推向了，点燃圣火的是希腊优秀难子帆板运动员尼科拉奥斯卡克拉马纳基斯。在希腊总统科斯蒂斯斯蒂凡诺普洛斯宣布本届奥运会开幕后，游泳运动员多米斯卡齐和篮球裁判员沃里亚迪斯分别代表运动员和裁判员进行了宣誓。
本届奥运会田径赛中未出现以往几届中一人夺取多枚牌的超级明星。获金牌最多的选手也只得了两枚，他们是英国的凯莉霍尔姆斯（女子800米、1500米）和摩洛哥的希查姆埃尔盖鲁伊（男子1500米、5000米）。曾在四年前的悉尼奥运会上独得5枚牌的美国女子短跑选手马里昂琼斯本次在个人项目中，只有跳远一项进入了决赛，但也仅获第五名。她还参加了女子4×100米接力的比赛，但美国队由于一次交接棒的低级错误而被取消了比赛资格。直到本届奥运会开幕前夕，她还因涉嫌服用了违禁药物而在接受调查，以至有些运动员都认为她甚至不应该参赛。
美国和俄罗斯是本届赛会田径比赛的最大赢家，分别获得了8枚和6枚金牌。美国的金牌主要来自男子项目和短跑项目。在引人注目的男子100米比赛中，三名进入决赛的美国运动员均跑进了前四名，而且成绩都在9秒90以内，其中夺冠的朱斯汀加特林成绩为9秒85。在八位选手旗鼓相当的决赛中，有五名选手跑进10秒以内，前四名成绩均在9秒90以内，这在历届奥运会的百米决赛中还是首次。在近年来国际田坛屡受兴奋剂丑闻困扰的背景下，这样高水平的百米角逐颇令人眼前为之一亮。
与美国相反，俄罗斯获得的田径金牌则大多来自女子项目和田赛项目，由女选手获得的金牌多达5枚。叶莲娜伊辛巴耶娃和斯维特兰娜费奥法诺娃包揽了女子撑杆跳高项目的金牌和银牌。塔吉扬娜列别杰娃不仅获得了自己主项女子跳远的金牌，还获得了跳远项目的铜牌。
波兰36岁的老将罗伯特科热尼奥夫斯基续写着传奇，连续第三次夺取男子50公里竞走的冠军。而在他之前，奥运会历史上甚至没有一人能连续两届获得这个项目的冠军。多米尼加国的菲利克斯桑切斯在男子400米栏比赛中获胜，为本国夺取了历史上的第一枚奥运会金牌。他的胜利使多米尼加全国为之欢腾。巴哈马选手托尼克威廉姆斯-达灵在女子400米比赛中击败墨西哥的埃娜格瓦拉，夺取了本国在奥运会上的第一个个人项目冠军。同样是在田径比赛中，喀麦隆运动员也实现了突破，弗朗索瓦埃托内-姆邦戈在女子跳远比赛中夺冠，不仅成为第一位夺取奥运会金牌的喀麦隆女选手，也为本国首次获得了奥运会个人项目的金牌。
本届奥运会的头号明星无疑是美国游泳选手迈克尔菲尔普斯，他一人独得6块金牌和2块铜牌。这位19岁的小将假如能在2008年奥运会上再获得4枚牌，将成为奥运会历史上夺取游泳项目牌最多的运动员。另一位美国游泳选手娜塔莉考夫林则以5枚牌（其中2枚金牌）的成绩成为获牌最多的女运动员。
本届奥运会的游泳比赛再次呈现出2000年奥运会时美国和两国对峙的格局，两国共夺走了全部32个单项中六成的金牌，双方分别获得了12枚和7枚金牌。
游泳项目的领军人物伊安索普本届不仅卫冕了男子400米泳的冠军，而且又获得了200米泳的冠军。日本的北岛康介上届在男子100米和200米蛙泳中，两度战胜世界纪录保持者美国的布伦丹汉森，包揽这两个项目的金牌，成为当之无愧的世界“蛙王”。
非洲选手也在本次游泳比赛中异军突起，南非队在男子4×100米泳接力比赛中爆出冷门，力克荷兰、美国等诸劲旅，夺得了非洲历史上第一枚男子游泳项目的奥运会金牌。津巴布韦女选手克尔斯蒂考文特里在女子100米仰泳比赛中夺冠，这枚金牌不仅是津巴布韦运动员自1980年莫斯科奥运会以来首次获得的奥运会金牌，也是该国历史上首次获得奥运会游泳牌和第一枚个人项目的金牌。
跳水比赛则仍是中国的一统天下，继上届获得全部8个项目中的5枚金牌后，本次中国跳水选手又扩大了战果，将金牌数增加到6枚。花样游泳的两项冠军则都被俄罗斯女将夺走。此外，匈牙利队和意大利队还分别获得了男子和女子水球的冠军。
皮艇女运动员比尔吉特菲舍尔继续提高着自己在历史上个人获奥运会牌总数排名榜上的名次，她在本届比赛中获得的1枚金牌和1枚银牌使她在奥运会上获得的牌总数达到了12枚，其中金牌8枚。她首次获奥运会金牌还是在1980年，当时她只有18岁，成为历史上摘取奥运会皮艇项目金牌年龄最小的女运动员。而本届在女子女子四人皮艇项目上的胜利使她成为第一位在相隔24年后还能再夺奥运会牌的女运动员。
在赛艇、皮划艇和帆船帆板等水上项目中，欧洲国家继续占据着明显优势，全部41枚金牌中，除被、、美国、巴西和中国夺走6枚外，其余35枚都被欧洲选手夺得。
与四年前的悉尼奥运会相同，射击比赛中中国再次成为最大赢家，总共摘取4枚金牌，俄罗斯也在三项比赛中夺冠。美国和各获两项冠军。中国所获的四项冠军中有三项都是在与另两大体育强国俄罗斯、美国选手的对决中夺得的。
美国连续第四次派遣由NBA球员为主组成的“梦之队”参加奥运会男子篮球比赛，但仓促组建起来的这支球队缺乏斗志和队员之间的默契，球队的成绩也跌到了“梦之队”参加四届奥运会以来的最低点。他们本届共输掉三场比赛，最终只获得了一枚铜牌。
获得男子篮球比赛冠军的是阿根廷队。阿根廷队早在2002年世界锦标赛时，便成为世界上第一支击败由NBA球员组成的美国男篮“梦之队”的球队。本届奥运会中又一次在半决赛中战胜美国队，获得了当之无愧的冠军。
在男篮决赛前，阿根廷还夺得了男子足球的冠军。这也是他们自1952年以来首次获得集体项目的奥运会牌。在男足比赛中最值得一提的是亚洲区的代表伊拉克队。这支在战火纷飞的中组建和训练的球队尽管赛前缺乏良好的训练、比赛条件，但还是从亚洲区预选赛中脱颖而出，并在雅典的决赛阶段比赛中表现优异，一举闯入了半决赛，以出色的战绩慰藉了国内的。
与阿根廷队获得男子足球、篮球两项冠军相对应，美国则获得了这两大项目的女子冠军。其中美国女子足球队自奥运会从1996年开始设立女足比赛以来，已经连续三届都打入了决赛。
美洲的球队在本届奥运会三大球比赛中占尽优势，除阿根廷、美国包揽足球和篮球的4枚金牌外，巴西队还轻松地夺取了男子排球的冠军。三大球中冠军唯一旁落的是被中国队夺走的女子排球项目。中国女排的获胜也结束了另一支美洲劲旅古巴队对这一项目连续三届奥运会的垄断。
欧洲人则了手球项目，男、女两项的冠军分别被克罗地亚队和丹麦队夺得。在马术比赛中，欧洲选手也包揽了全部六项冠军。此外，在欧洲的传统优势项目击剑中，欧洲选手也发挥稳定，夺走了全部10枚金牌中的9枚。只有女子佩剑个人项目的冠军被美国选手夺得。
亚洲选手则依然捍卫了自己在乒乓球和羽毛球项目上的世界领先地位。两个项目的9块金牌被亚洲悉数夺走，其中中国独获6金。另外3块金牌分别被韩国（2枚）和印度尼西亚夺走（1枚）。
体操比赛本届呈现了与以往完全不同的格局，两大世界体操传统强国中国和俄罗斯出人意料地接连落败，俄罗斯居然一金未得，中国也只在一个单项比赛中获得了1枚金牌。俄罗斯队的失利固然有裁判打分不公的因素，但更主要的还是由于队伍老化、青黄不接所致。幸好他们在随后的艺术体操比赛中仍然具有不可的优势，包揽了团体和个人的两项冠军。
举重比赛中，亚洲和欧洲选手各占据了半壁江山，其中亚洲获得8块金牌，欧洲获得7块金牌。中国以5金3银的成绩在举重项目中独占鳌头。业余拳击的传统强国古巴此次再展雄风，夺得了拳击11个级别中的6枚金牌。摔跤项目也大致成欧亚选手争霸的局面，在全部18个单项中，欧洲跤手夺得了半数金牌。俄罗斯队独获5金。起源于亚洲的跆拳道比赛仍是亚洲人的天下，全部8个项目的冠军有7项被亚洲选手夺得，其中海峡两岸的选手总共夺得了4枚金牌。日本则在自己的国术——柔道比赛中所向披靡，在男、女全部14项比赛中收获了8枚金牌。他们在柔道和摔跤两个重竞技项目中所获得的10枚金牌为代表团最后以16金的成绩名列牌榜第五位奠定了基础。
有多个代表团在本届奥运会上谱写了自身体育运动的新篇章。以色列帆板选手加尔弗里德曼在男子米氏板比赛中夺冠，使52年前便开始参加奥运会的以色列终于首次获得了奥运会金牌。以色列的中东近邻阿拉伯联合酋长国也在本届奥运会上得到了本国的第一块奥运金牌，已经40岁的神枪手艾哈迈德阿尔马克图姆在男子双多向飞碟射击比赛中发挥稳健，轻松夺取了冠军。智利的费尔南多冈萨雷斯和尼科拉斯马苏配合，在网球男子双打比赛中夺魁，为智利首次夺得了奥运会金牌。随后，马苏又在男子单打比赛中再接再厉，为祖国献上了第二面金牌。
但本届奥运会在竞赛方面也出现了一些问题，诸如运动员服用违禁药物、裁判员执法问题等。其中在裁判员方面出现的最大争议是在体操比赛中，由于裁判员的打分错误，导致本应该属于韩国运动员梁泰荣的男子个人全能金牌被错给了美国的保罗哈姆。尽管当事的三名裁判员已被暂时执法，但比赛结果已无法更改。韩国方面就此事上诉到国际体育仲裁法庭，但仲裁法庭最终还是判定当时的比赛结果有效，保罗哈姆得以保住了这枚侥幸得来的金牌。
在此事件以前，国际体育仲裁法庭已在本届奥运会上介入到赛事争议中。在马术三日赛中，裁判员本来判定队的贝蒂纳霍伊在出发时犯规，不仅她本人获得的个人赛金牌被收回，而且她帮助队获得的团体赛金牌也被。但这一改判随即又被，霍伊和队重获金牌。然而，体育仲裁法庭最后认定，原来宣布霍伊犯规的判决是正确的。这样，霍伊和队最终分别在个人赛和团体赛中都只获得了第四名。英国的莱斯利劳和法国队则经过一波三折后，成为这起事件的受益者，分别夺得了个人赛和团体赛的金牌。
此外，在赛事保安方面也出现了一些意外。在大会最后一项比赛——男子马拉松赛中，原本一领先的巴西选手万德雷德利马在距离终点只剩六公里的程时突遭袭击，一名久有搅乱体育比赛“前科”的失业突然从观众中冲进赛道，抓住他并将他推到了边的人群中。尽管这名者很快被，而德利马也迅速回到了比赛中，但他的竞技状态已大受影响。在比赛最后阶段中，他不时提心吊胆地回头张望以防不测，严重影响了个人技术水平的发挥。结果很快被另两名对手超越，最终只获得了铜牌。巴西田径联合会事后曾呼吁为德利马补发一枚金牌，使他享受并列冠军的荣誉，但这一请求被。这一事件也再次被闹上了体育仲裁法庭。
在竞争激烈的本届奥运会上，美国最终以35枚金牌、39枚银牌和29枚铜牌，牌总数103枚的成绩列总成绩第一位。在近几届奥运会上逐渐崛起的中国以32枚金牌、17枚银牌和14枚铜牌，牌总数63枚的成绩列第二位。最近几届奥运会上一直与美国分庭抗礼的另一世界体育强国俄罗斯以27枚金牌、27枚银牌和38枚铜牌，牌总数92枚的排名第三。
2008年奥运会主办国中国此次派出了包括407名运动员（其中女运动员269名，男运动员138名）的代表团参加了除棒球和马术外的其他所有26个大项的比赛，取得了空前出色的战绩，以金牌32枚、牌总数63枚的优异成绩一举登上了牌榜的第二位（其中牌总数列第三位），金牌数和牌总数两项指标都创下了中国自参加奥运会以来的单届最高纪录，均超过了在四年前悉尼奥运会上创造的历史最好成绩。而且夺金牌面也达到了历史新高，获得金牌的项目增加至13个大项。
本届奥运会中国代表团取得了参加历届奥运会以来最好的开局，大会开幕后的第一天，便一举夺下四枚金牌，为整个代表团取得了开门红。杜丽更是在射击女子10米气步枪项目中摘得本届奥运会决出的第一块金牌。这也是中国运动员自1984年奥运会以后，再次获得当届奥运会首枚金牌。随后，从1984年起参加了历届夏季奥运会的老将王义夫又在射击男子10米气比赛中再夺冠军。44岁的他也成为迄今中国夺得奥运会冠军年龄最大的选手和中国第一位相隔12年后还能重夺奥运冠军的运动员。射击队的两枚金牌不仅使中国射击项目在单届奥运会中创纪录地夺取了4枚金牌，而且这两项冠军都是杜丽、王义夫后来居上，从俄罗斯选手手中夺下的，为中国代表团最终在金牌总数上战胜俄罗斯起到了至关重要的作用。
跳水项目是中国在历届奥运会上获取金牌总数最多的项目，本届中国获金牌最多的也仍然是这个项目，取得了6金2银1铜的好成绩，再次捍卫了跳水“梦之队”的荣誉。尤其可喜的是，8位金牌得主中有5位皆是首次参加奥运会的新手，预示着中国在跳水项目上继续保持优势地位的巨大潜力。
举重是中国在历届奥运会上获金牌总数仅次于跳水的又一大优势项目，本届也是如此。中国此次获5金3银共8枚牌，金牌数追平了历史最高的上届，牌总数则超过了上届。人才济济的中国女队本届派出了与上届完全不同的阵容，但实力依然强大，在所报名的四个项目中斩获3金1银。
中国另两个传统优势项目乒乓球和羽毛球本届虽然遭受了其他代表团选手的有力冲击，但仍然各获3枚金牌，继续保持着领先地位。在乒乓球女子项目中，中国还拥有一定优势，其中张怡宁在女子单打项目中的获胜还使中国奥委会派出的中国体育代表团在历届夏季奥运会上获得的金牌总数达到了100枚。但在男子项目中则已无优势可言，特别是男子单打决赛的失利也使中国自1996年以来，丢失了近三届奥运会以来的第一枚乒乓球金牌。
在羽毛球男子单打和双打项目中，世界各强队依然竞争激烈，结果刚刚在三个月前夺得男子团体赛世界最高荣誉——汤姆斯杯冠军的中国男选手受挫，在这两个以往优势也并不大的项目中全军覆没。
田径历来是每届夏季奥运会上最重要、最受关注和金牌最多的项目，中国运动员在本届奥运会的田径项目上也取得了空前的好成绩。男子110米跨栏选手刘翔在决赛中以完美的一跑，不仅平了已保持了11年之久的世界纪录，打破了奥运会纪录，还开创了多项第一。他不但为中国夺取了第一个田径男子项目的奥运会冠军，还成为第一位获奥运会田径男子短跑项目冠军的亚洲人，和第一位获得奥运短跑项目冠军的黄种人。
就在刘翔夺冠后仅仅不到一个小时，长跑女选手邢慧娜也在女子10000米比赛中后来居上，奋勇夺取了冠军，使中国首次在一届奥运会上收获两枚田径金牌。
游泳是奥运会上仅次于田径的牌大户项目，上届奥运会上曾未得一枚牌的中国本届也终于有了进步，罗雪娟在决赛前未被各方看好的情况下后来居上，夺取了女子100米蛙泳的冠军。这是中国自1996年亚特兰大奥运会以后首次获得游泳金牌。
赛艇、皮划艇和帆船帆板等项目也是奥运会上牌较多的项目。中国此次在这三个项目中同样取得了可喜的进步，孟关良和杨文军搭档在皮划艇双人划艇500米的比赛中力挫群雄，获得冠军。这不仅是中国在皮划艇项目上第一次获得奥运会牌，也是水上项目在奥运会上取得的第一枚金牌。
在网球比赛中，从未获得过世界重大赛事冠军的中国组合李婷/孙甜甜爆出冷门，不仅一过关斩将，接连改写中国网球运动的历史，最终还击败所有的对手，夺取了冠军。这不仅是中国网球运动员首次界级赛事中夺取冠军，也是亚洲运动员首次获得奥运会网球比赛的冠军，实现了中国网球运动的重大突破。
跳水运动员郭晶晶和乒乓球运动员张怡宁在本届奥运会上各获2枚金牌；跳水运动员吴敏霞、劳丽诗和羽毛球运动员高崚在本届奥运会上各获1金1银；跳水运动员田亮获得1金1铜。这六人是中国代表团在本届赛会中获得牌最多的运动员。而田亮、高崚还与羽毛球运动员张军、乒乓球运动员王楠和跆拳道运动员陈中一起，成为在最近两届奥运会上都获得过冠军的五名中国运动员。
纵观中国代表团在本届盛会上的表现，虽然在个别项目上表现不尽如人意，但还是取得了巨大的成功：在田径、游泳和水上三个牌大项中，历史性地同时获得了单项冠军。其中田径男子短距离跨栏项目更是实现了飞跃性的突破。这些都为未来在这三个大项中取得更大、更全面的突破打响了前哨战；传统优势项目跳水、射击、举重，以及弱势项目田径的夺金数量都达到了历史最高，其中射击在几个以往实力比较弱的单项上也取得了长足进步；网球、摔跤、皮划艇首次夺取了奥运会金牌，皮划艇更是突破性地有6项闯入决赛；女子排球在时隔20年后重新问鼎；击剑项目虽未获金牌，但牌数和夺面都比往届有了增加；自行车历史性地首次获得了银牌；拳击和蹦床都首次取得了牌。射箭、帆船都重新获得了牌。女子曲棍球虽未能实现赛前制定的冲击牌的目标，但也取得了历史最好的第四名。
与以上项目的进步相比，一些传统强项却在本届比赛中遭到了有力的挑战，其中尤以体操、羽毛球、乒乓球和女子足球等项目最为明显。如何应对世界各队的挑战，继续保持这些优势项目的世界领先地位，是摆在四年后奥运会东道主中国体育界面前的重要课题。
由于中国、和日本等国家的冲击，往届美国、俄罗斯、世界三强称霸的格局已在本届上出现了显著变化。以往许多被这三家夺得的牌现在已越来越多地流入了包括中国在内的其他许多代表团囊中。而中国冲击世界第一集团的趋势早在四年前的悉尼奥运会上便已突显出来，本届则更加明显。虽然本届奥运会前，中国代表团一直保持了低调，目标只是争取排在第二集团前列，但通过赛场上的竞争，上届已经进入金牌数和牌数三甲行列的中国本届又进一步，不仅超过了以往三强中的俄罗斯和，而且大踏步地迫近了世界体坛第一强国美国。
中国台北选手也在本届奥运会上取得了历史性的突破，在跆拳道比赛开赛的第一天，陈诗欣在女子负49公斤级，朱木炎在男子负58公斤级中就先后奏凯，二人包揽了当天产生的全部两枚跆拳道金牌，并为中国台北首次夺取了奥运会金牌。
2004年雅典奥运会的吉祥物费沃斯和雅典娜是一对兄妹，吉祥物的创意来自古希腊的一种玩具形象。这种数千年前的玩具是在希腊的一座历史遗迹中发现的。尽管两个吉祥物诞生于现代，但他们的名字则都来源于古希腊传说中的人物。其中费沃斯是和音乐之神，通常也被称为是太阳神；雅典娜则是智慧和雅典城的守护神。费沃斯和雅典娜一起，象征着希腊的历史和现代奥运会的结合。
本届奥运会的会徽是由一支橄榄枝弯曲成的类似花环形状的图案，这一图案来源于古希腊奥运会。在古代奥运会上，橄榄花环是颁发给冠军的品。橄榄树还是雅典市的市树。而会徽所使用的蓝、白两种颜色在拥有蓝色大海、白色建筑的希腊是最常见的颜色。这两种颜色也是希腊国旗的颜色。
闭幕式：在8月29日的闭幕式上，国际奥委会雅克罗格向希腊人民宣告：“你们胜利了。你们因出色地应对各种挑战，举办了一届成功的奥运会而赢得了胜利。这是一届难忘的、梦幻般的运动会”。
随后，大会进行了会旗交接仪式，奥林匹克五环旗由雅典传给了下届奥运会的主办城市——中国的。
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