O Comité Olímpico Nacional de Lituania (COL) enviou un equipo de 67 atletas, 48 homes e 19 mulleres, en 15 deportes para os Xogos. Foi a segunda delegación máis grande do país enviada aos Xogos Olímpicos, só catro atletas menos que o récord alcanzado en Pequín 2008 (71). Como de costume, o baloncesto masculino
foi o único deporte en equipo no que Lituania clasificou para os Xogos. Lituania marcou o seu debut olímpico no tenis e o xudo feminino, así como o seu retorno ao levantamento de pesas despois de perderse os Xogos anteriores.