参加2004年雅典奥运会的中国体育代表团将参加28个大项中的26个大项，本届奥运会共设301个小项，我国运动员将参加其中的203个小项。未能获得奥运会参赛资格的大项是马术和棒球。
我国共有411人达到报名参加奥运会的资格，由于皮划艇队和游泳队出于对保证重点项目参赛主力的考虑，主动放弃了四个参赛名额，因
407名参赛队员分别来自以下27个省区市，其中来自广东省的运动员最多，辽宁省、上海市、北京市、江苏省、山东省、浙江省、四川省、河北省、福建省分列二至十位。
中国代表团中年龄最大的运动员是射击队的王义夫，他已44岁，他将第六次代表国家参加奥运会比赛。年龄最小的是游泳运动员张天毅，14岁，是首次参加奥运会比赛。
407名运动员中女运动员为269人，男运动员为138名。407名运动员中有23名运动员曾参加过26届亚特兰大奥运会，有79名运动员曾参加过27届悉尼奥运会，另外还有28名连续参加过这两届奥运会。
中国奥运代表团全团运动员平均年龄为23.3岁，比上届悉尼奥运会运动员的平均年龄下降了0.5岁。在代表团当中，参赛的年龄在平均年龄以下的运动员有227人，占代表团参赛运动员总数的55.8％。其中我国的优势项目，射击、体操、跳水、举重、乒乓球、羽毛球、女子柔道运动员共有46人，占这些项目参赛运动员总数的48.4％。基础大项，田径、游泳和水上共有90名在平均年龄以下的运动员，占这三个大项参赛运动员总数126人的71.4％。
