夏季奥林匹克运动会10000米比赛是奥运会田径比赛的五个中长跑项目之一，也是距离最长的跑道赛跑项目。该项目的前身是5英里（8047米）跑，曾在1908年伦敦奥运会上举办过一次。自1912年起，男子10000米成为奥运会比赛项目。女子10000米直到1988年才进入奥运会。
男子10000米的奥运会纪录是27分1秒17，由埃塞俄比亚运动员肯纳尼萨·贝克勒于2008北京奥运会上创造。女子的奥运会纪录是29分17秒45，由荷兰运动员西凡·哈桑于2020年东京奥运会上创造。
男子10000米项目最初的霸主是芬兰代表团，在二战前的6届比赛中夺得5金、3银、4铜，但自1980年之后就再无奖牌入账。1964年以来，来自东非、北非的运动员表现出众，尤其是埃塞俄比亚代表团，在最近7届比赛中斩获5金、2银、3铜。女子方面，同样以埃塞俄比亚代表团成绩最佳，最近8届比赛中取得5金、2银、4铜。还有一些奖牌得主是入籍其他国家的东非裔运动员，如莫·法拉赫、西凡·哈桑、卡尔基丹·盖扎亨等。
迄今为止，有6位男子选手、2位女子选手两次摘得奥运会10000米金牌，分别是帕沃·努尔米、埃米尔·扎托佩克、拉塞·维纶、德拉图·图卢、海勒·格布雷西拉西耶、肯纳尼萨·贝克勒、蒂鲁内什·迪巴巴和莫·法拉赫。
1912年和1920年奥运会10000米比赛设有预赛，分3组，每组前5名晋级决赛。1924年至1968年，直接举行决赛。1972年起，恢复预赛，分3组，每组前4名及其余选手中成绩较好的3人晋级决赛。1984年，决赛人数增至18人。1988年起，预赛定为2组，决赛人数定为20人。2004年至今，直接举行决赛。
1908年奥运会田径赛事中增设男子5英里（8047米）比赛，是当时距离最长的跑道径赛。该项目仅举办一届，即为10000米比赛取代。
