O Comité Olímpico Venezolano (COVEN) enviou un equipo de 87 atletas, 62 homes e 25 mulleres, para competir en vinte deportes nos Xogos. Foi a segunda delegación máis grande do país enviada aos Xogos Olímpicos, quedando por debaixo do récord establecido en Pequín 2008 (108) en case o vinte por cento. Baloncesto masculino
Foi o único deporte en equipo no que Venezuela clasificouse para os Xogos, volvendo ao baloncesto olímpico por primeira vez desde 1992. Venezuela tamén debutou no golf (novo para os Xogos de 2016) e no voleibol de praia feminino, así como no seu retorno aos eventos ecuestres, de remo e de taekwondo despois de oito anos.