古代奥运会是一个综合性的盛会。赛会期间，除运动员竞技外，哲学家、雄辩家、历史学者、雕刻家、诗人等文艺巨匠均登场较量才能，同时还有政治使节进行外交活动，学者研讨学术，商人展销商品。规模盛大，热闹非凡。其中以体育比赛最为引人注目，观看的人数最多。在那体育运动初萌的年代里，体育比赛与现在的体育比赛有很大不同，项目简单，比赛方式原始，赛会时间也较短暂。远远比不上现代奥运会的五彩缤纷。
第一届古代奥运会的竞赛项目，只有一项赛跑，距离是１９２.２７米。后来，增加了加倍跑和长跑。到第１８届奥运会时，增加了角力，五项竞技（即赛跑、跳远、标枪、铁饼和角力）。第３２届增加了赛马和角斗（即角力和拳击相结合）。第６５届增加了武装赛跑。第８８届增加了赛战车。到公元２００年，第２０７届的比赛项目已经有２１项之多了。随着比赛项目的增多，竞赛日期也逐渐延长。第一届奥运会只开一天就结束了，第７７届以后，延长为３天，后来又延长到５天。但仍比现代奥运会短得多。
古代奥运会竞赛方式很古老。赛跑时，运动员赤脚裸体，起跑用站立式，第一个跑到终点的人，就是优胜者。跳远比赛时，竞技者必须手持１.５至４.５千克重的物体。标枪和铁饼比赛不限定姿势。标枪长两米，中间有短绳绕在枪上，用中指和无名指插入绳尾的一个圈内掷出；投饼最初是用石饼，后来才用铁饼。铁饼大小差别很大，小的重１.２４９千克，直径１６.５厘米，大的重５.７０７千克，直径３４厘米。公元前５世纪，希腊杰出的雕塑家米伦，出色地创造了《掷铁饼者》的塑像。这个赤身的竞技者，身姿健美，神态自然，栩栩如生。从这尊雕塑上我们仍可感受到当年掷饼运动员的撼人魅力。
角力比赛在一块泥泞的地上进行。古希腊人认为涂泥浆对皮肤有益，且在角力时难以被对方捉住。角力者不按体重分级、抽签分组，两两相角，谁使对方双肩或背的一部分三次着地，谁就获胜。
拳击比赛时，运动员双手都用皮革裹起来，比赛没有时限，中间不休息，直到其中一方完全失去抵抗能力或举手认输为止。此项比赛也不按体重分级。
角斗比赛是古代奥运会最残酷的项目，运动员不带任何护具，两手也不裹皮革，拳击角斗混用，十分剧烈，伤害事故很多。
此外还有举羊、四驾马车比赛（公元前６８０年），以及多项少年参加的比赛。
奥运会的优胜者受到举国上下的尊崇，并可获得丰厚奖赏。他们头戴花冠，名字被题在特制的名册上，传扬于全希腊。三次获胜者还专门建立纪念雕像，并有物质奖赏。回到家乡时，受到乡亲们的夹道欢迎，有的城邦甚至搭起凯旋门，打通城墙欢迎优胜者归来。