乒乓球是夏季奥林匹克运动会比赛项目，在国际乒乓球联合会制定的规则下进行。它首次进入奥运会是在韩国汉城举行的1988年夏季奥林匹克运动会上，起初设男女单打、男女双打项目。后来双打项目在2008年夏季奥林匹克运动会上被取消，取而代之的是团体项目。2010年，国际乒联对奥运乒乓球比赛进行“瘦身”改革：每支代表队只能派上两名选手参加单打比赛，而第三名选手只能在团体比赛中出场。这就意味着，昔日由同国选手包揽金银铜牌的现象便成为了历史。
中国运动员马龙是历来最成功的奥运会乒乓球选手，他获得了5枚金牌；王皓同样获得5枚奖牌，其中包括2枚金牌。获得金牌数量第二多的男子选手是中国运动员马琳和张继科，皆为3枚。中国运动员王楠是表现最好的女子选手，她获得了5枚奖牌，其中包括4枚金牌，同样获得4枚金牌的有邓亚萍和张怡宁。其他获得4枚奖牌的运动员有乔红、陈静和张继科。陈静是唯一一名曾以不同代表队队员身份获得奖牌的运动员，她在1988年代表中国队获得了2枚奖牌，随后在1996年和2000年上代表中华台北队获得了2枚奖牌。
历届奥运会的乒乓球项目金牌，基本被中国队和韩国队所垄断，但有两次例外。第一次是1992年男子单打比赛，瑞典运动员扬·奥韦·瓦尔德内尔获得金牌，是迄今为止唯一一名来自欧洲的乒乓球奥运冠军。第二次是2020年混双比赛，日本运动员伊藤美诚和水谷隼获得金牌。
自1992年以来，女子单打冠军一般也同时获得双打或团体冠军：1992年和1996年的邓亚萍、2000年的王楠，2004年和2008年的张怡宁、2012年的李晓霞、2016年的丁宁，及2020年的陈梦。男子方面，刘国梁在1996年，马琳在2008年，张继科在2012年，及马龙在2016年和2020年，也达到了这个成绩。除了邓亚萍、张怡宁和马龙之外，没有人在单打项目上实现卫冕。在双打项目实现卫冕的则有邓亚萍和乔红（1992年、1996年），以及王楠（2000年和李菊搭档，2004年和张怡宁搭档）。
中国队是奥运会乒乓球比赛中最成功的代表队，共获得了60枚奖牌（32枚金牌、20枚银牌、8枚铜牌）。自1992年开始，中国队成为了这一赛场上当之无愧的霸主，他们曾五次（1996，2000，2008，2012，2016）实现对所有小项金牌的包揽，而且多次出现冠亚军决赛在两名中国选手之间展开，提前将金牌收入囊中的情况。在2008年，中国队更史无前例地包揽了男子、女子单打比赛的全部奖牌，也获得了团体比赛的金牌。韩国队位列中国队之后，他们获得了18枚奖牌（3枚金牌，3枚银牌，12枚铜牌），而其他代表队最多只拿到了9枚奖牌。截至2020年，奥运会乒乓球比赛共产生了115枚奖牌（37枚金牌、37枚银牌、41枚铜牌）。由于在1992年巴塞罗那奥运会没有举行三四名决赛，所以当届赛事中输掉半决赛的运动员，可以直接获得铜牌，这样铜牌就多4枚。
a 年份代表获得奖牌的奥运会。
