2016年夏季奥林匹克运动会以色列代表团是以色列所派出的2016年夏季奥林匹克运动会代表团。这是以色列第16次派运动员参加奥运。这届奥运以色列代表团共有47名运动员，其中男运动员22名，女运动员25名，总人数超过2008年的43人，再创历史新高。参赛项目数方面，这届奥运以色列参加15个项目的比赛，同样创代表团历史新高。
8月3日，即奥运开幕两天前，国际奥委会首次举办活动悼念慕尼黑惨案中被杀的11名以色列选手。
以色列在田径项目上获得以下资格（每个小项最多3名来自同一代表团的运动员参赛）：
根据2016年5月5日世界羽联公布的世界排名，以色列有一名男子羽毛球运动员获得奥运资格。
根据2016年UCI女子公路自行车世界排名，以色列有一名运动员获得奥运资格。
根据2016年5月25日公布的UCI山地自行车奥运排名，以色列在山地自行车上获得一个男子席位，这是以色列史上第一次获得奥运山地自行车的参赛资格。
以色列有一名女子高尔夫选手凭借世界排名获得奥运资格。
以色列有一名体操运动员在巴西里约热内卢举行的奥运体操测试赛上获得资格。
以色列在2015年世界艺术体操锦标赛上获得了团体和个人项目的参赛资格。
以色列共有七名不同级别的柔道运动员获得奥运资格。当中有六名均凭借其奥运排名直接获得资格，只有一人是因为在未直接晋级欧洲选手中排名前两位（不包括因国家奥委会满额而未获资格的运动员）而获得国际柔道联盟授予的一个额外席位。
帆船方面，以色列在2014年世界帆船锦标赛、各单项帆船锦标赛以及欧洲区预选赛上获得以下席位。
M = 决赛；EL = 被淘汰
一名以色列射击运动员在2015年射击世界杯上获得奥运资格。
注：Q = 晋级下一轮
以色列在游泳项目上获得以下资格（每个代表团在每个项目最多派2名达到A标或者1名达到B标的运动员参赛）：
以色列花样游泳队在奥运花样游泳测试赛上获得双人赛的奥运参赛资格。
以色列有一名运动员在奥运跆拳道欧洲区预选赛上获得参赛资格。
以色列有一名网球选手凭借其ATP世界排名获得奥运资格。
根据2016年5月15日公布的铁人三项奥运排名，以色列运动员Ron Darmon获得该项目的资格，他也是首位代表以色列参加奥运的铁人三项运动员。
国际举重联合会在取消部分涉严重禁药问题国家的一部分奥运席位后将其中一个空出的席位授予以色列。
以色列摔跤运动员Ilana Kratysh在奥运摔跤世界预选赛1上获得奥运资格，成为第一位获得奥运资格的以色列女子摔跤运动员。
注：
奥运开幕前，黎巴嫩代表团拒绝与以色列代表团乘坐同一辆通往马拉卡纳体育场的大巴。黎巴嫩代表团的负责人Salim al-Haj Nicolas承认其曾用身体挡住车门以阻止以色列运动员进入大巴。以色列帆船运动员Udi Gal称，为避免“外交以及肢体上的冲突”，以色列代表团最终乘坐另一辆大巴，之后他补充道：“他们怎么能让这样的事在奥运前夕发生？这样做难道不与奥林匹克所代表的正好相反吗？”
据以色列媒体披露，沙特阿拉伯柔道运动员Joud Fahmy为避免和以色列运动员Gili Cohen对战，放弃了第一场比赛。Fahmy本人、阿拉伯卫星电视台以及沙特阿拉伯代表团对此都解释称其是因伤退赛。然而其他媒体报道称她并没有受伤。
埃及柔道运动员Islam El Shehaby在男子100公斤以上级第一轮比赛中不敌以色列运动员Or Sasson，赛后他拒绝与以色列选手握手，引起争议。事后，El Shehaby被国际奥委会以及埃及奥委会遣送回国。
