Олимпийская сборная Казахстана на Играх XXIX Олимпиады была представлена 132 спортсменами, которые соревновались в 22 видах спорта. Руководителем команды являлся президент федерации тяжёлой атлетики Республики Казахстан Кайрат Турлыханов.
По итогам Олимпийских игр спортсмены из Казахстана заняли общекомандное 29-е место, завоевав 2 золотые, 4 серебряных и 7 бронзовых медалей. Наиболее успешными были казахстанские атлеты в соревнованиях по тяжёлой атлетике (1 золотая, 2 серебряных и 1 бронзовая медаль), боксу (1 золотая и 1 бронзовые медали) и борьбе (1 серебряная и 4 бронзовые медали). Но в 2016 году пятеро призёров из Казахстана были уличены в применении допинга и лишены своих медалей.
Перед олимпиадой в Пекине правительство Казахстана повысило размер премиальных казахстанским спортсменам. За золотую медаль все атлеты получили по 250 тысяч долларов США, за серебряные — по 150 тысяч, бронзовые — 75 тысяч долларов. Денежные премии получили также атлеты, занявшие 4-е, 5-е и 6-е места (30, 10 и 5 тысяч долларов соответственно). Впоследствии выявленные в допинге спортсмены не возвращали обратно премиальные. Также государство не премировало тех спортсменов, кто стал призёром после пересмотров итогов.
Медали
Изменение в медальном зачете
Бокс
Спортсменов — 10Тренеры: Дамир Буданбеков (главный), Александр Апачинский, Александр Стрельников, Мырзагали Айтжанов, Нурлан Акурпеков.
Руководитель команды — Узакбай Карабалин (президент федерации бокса республики).
Борьба
Спортсменов — 16 Вольная борьба среди мужчинТренеры: Малик Надирбеков (главный), Бауыржан Нурмаханов.
Вольная борьба среди женщинТренеры: Саржан Жаксыбеков (главный), Николай Белов.
Греко-римскаяТренеры: Танат Сагандыков (главный), Юрий Мельниченко.
Велоспорт
Шоссейные гонки
Спортсменов — 3Главный тренер — Александр Надобенко. Механик — Дмитрий Седун.
Мужчины
Женщины
Волейбол
Спортсменов — 12 Женская командаОльга Грушко, Ольга Наседкина, Ольга Карпова, Коринна Ишимцева, Елена Эзау, Ксения Илющенко, Наталья Жукова, Юлия Куцко, Елена Павлова, Инна Матвеева, Ирина Зайцева, Татьяна Пюрова.
Главный тренер — Виктор Журавлев.
Отборочный раунд. Группа B
Гандбол
Спортсменов — 14 Женская командаОльга Травникова, Елена Илюхина, Екатерина Тяпкова, Юлия Маркович, Татьяна Парфенова, Ксения Никандрова, Наталья Кубрина, Гульзира Искакова, Ольга Аджигерская, Марина Пикалова, Яна Васильева, Наталья Яковлева, Елена Портова, Ирина Боречко
Тренеры: Лев Яниев (главный), Игорь Андреюшкин.
Руководитель команды — Гульнара Турлыханова (президент федерации гандбола республики).
Группа A
Гимнастика
Художественная гимнастика
Спортсменов — 1Тренер — Екатерина Панченко.
Академическая гребля
Спортсменов — 3Главный тренер — Анна Белоногова.
Женщины
Гребля на байдарках и каноэ
Байдарки
Спортсменов — 6Тренеры: Александр Давыдов (главный), Александр Акунишников.
Слалом
Спортсменов — 1Женщины
Дзюдо
Спортсменов — 10Тренеры: Владимир Каплин (мужчины), Канат Байшулаков (женщины).
Мужчины ЖенщиныЛёгкая атлетика
Спортсменов — 19 7 мужчин и 12 женщинТренеры: Александр Кощеев (главный), Василий Карпов, Сергей Алексеев, Михаил Фролов, Владимир Никитенко, Куандык Ельжанов.
Мужчины ЖенщиныНастольный теннис
Спортсменов — 1Тренер — Евгений Тимченко.
ЖенщиныПлавание
Спортсменов — 12Тренеры: Олег Вагизов (главный), Майкл Ломберг, Владимир Котов (тренер Е.Рыжкова).
Мужчины ЖенщиныСинхронное плавание
Спортсменов — 2Современное пятиборье
Спортсменов — 2 ЖенщиныСтрельба
Спортсменов — 6Стендовая стрельба
Тренер — Олег Почивалов (главный).
ЖенщиныПулевая стрельба
Тренеры: Станислав Лапидус (главный), Сания Юнусметова.
Мужчины ЖенщиныСтрельба из лука
Спортсменов — 1Женщины
Тхэквондо
Спортсменов — 2Тренеры: Максут Нарбаев (главный), Чой Джон Кук (консультант), Мустахим Кабдрашев.
Мужчины ЖенщиныТриатлон
Спортсменов — 2Главный тренер — Юрий Соловьев.
МужчиныТяжёлая атлетика
Спортсменов — 9Тренеры: Алексей Ни (главный), Энвер Туркилери (консультант), Вилорий Пак (старший, мужчины), Батырбек Оздоев (старший, женщины).
Руководитель команды — Кайрат Турлыханов (президент федерации тяжелой атлетики республики).
Мужчины Женщины