2020年夏季奥林匹克运动会沙特阿拉伯代表团是沙特阿拉伯所派出的，因2019冠状病毒病疫情而延期至2021年举办的第32届夏季奥林匹克运动会的代表团。这是该国第十二次参加夏季奥运。
沙特阿拉伯队共派出包括31名男运动员和2名女运动员在内的共33名运动员，参加该届奥运9个大项的比赛。代表团仅有的两名女选手均因获外卡邀请而取得资格，这是该国女选手第三次出现在奥运赛场上。赛艇运动员Hussein Alireza和田径运动员Yasmeen Al-Dabbagh获选为代表团的开幕式旗手，该国原本指定空手道运动员Tareg Hamedi担任闭幕式旗手，然而最终在闭幕式当中手举该国国旗进场的是东京奥组委志愿者。
沙特阿拉伯代表团在该届奥运收获一枚银牌，该枚银牌来自于空手道选手Tareg Hamedi，他在男子75公斤以上级决赛期间击晕伊朗选手Sajjad Ganjzadeh，但最终被裁判判定犯规，获得银牌。这是沙特阿拉伯历史上第二枚奥运银牌，沙特阿拉伯体育部部长Abdulaziz Bin Turki Faisal赛后宣布将奖励Hamedi五百万里亚尔。
尽管沙特阿拉伯不承认以色列，而中东国家的选手大多拒绝与以色列选手对赛，该国女子柔道选手Tahani Alqahtani仍参加了第一轮对阵以色列选手Raz Hershko的比赛，赛后两人甚至互相握手，国际柔道联合会称，该场比赛在展示体育能够超越政治或外部影响方面迈出了很大的一步，而Alqahtani在沙特阿拉伯国内也获得了一定的支持。
沙特阿拉伯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）：
沙特阿拉伯国家男子U23足球队在2020年亚足联U-23锦标赛中闯入决赛，获得奥运参赛资格。
2021年6月16日，沙特阿拉伯队公布了该国奥运男子足球队的初步24人名单。最终名单则于2021年7月6日确认。Turki Al-Ammar原本入选名单，后来他因伤被迫退出名单，沙特阿拉伯队决定由Firas Al-Buraikan顶替他的位置。
^ 超龄球员
沙特阿拉伯首先有一名男子柔道选手获得亚洲区名额，取得奥运资格。后来该国有一名女选手获特别邀请，同样取得资格。
沙特阿拉伯有一名空手道选手通过世界奥运资格赛获得参赛资格。
沙特阿拉伯有一名赛艇选手获分配到一个空出的主办国席位，取得奥运参赛资格。
注：FA=A组决赛（争夺奖牌）；FB=B组决赛（非争夺奖牌）；FC=C组决赛（非争夺奖牌）；FD=D组决赛（非争夺奖牌）；FE=E组决赛（非争夺奖牌）；FF=F组决赛（非争夺奖牌）；SA/B=A/B组半决赛；SC/D=C/D组半决赛；SE/F=E/F组半决赛；QF=四分之一决赛；R=复赛
沙特阿拉伯有一名射击选手获得奥运资格。
沙特阿拉伯有一名游泳运动员获外卡邀请，得以参加奥运。
沙特阿拉伯男子乒乓球选手Ali Al-Khadrawi凭借奥运乒乓球西亚区资格赛的成绩获得参赛资格。
沙特阿拉伯在奥运举重项目上共收获两个名额，其中一个为重新分配的三方委员会邀请名额，另外一个为递补获得的大洲名额。
