Los atletas de Luxemburgo han competido en 28 ediciones de los Juegos Olímpicos modernos. El Comité Olímpico Nacional de Luxemburgo fue fundado en 1912 y envió su primer equipo a los Juegos Olímpicos de Verano en Estocolmo en 1912.

Recientemente, también se descubrió que Michel Theato, que compitió por Francia en las Olimpiadas de Verano de 1900, era en realidad un luxemburgués. Sin embargo, la medalla de oro que Theato ganó en la maratón de los Juegos de París todavía se le acredita a Francia por el Comité Olímpico Internacional.