La ciutat amfitriona d’uns Jocs Olímpics se sol escollir uns set o vuit anys abans de la seva celebració. El procés de selecció es du a terme en dues fases que s’allarguen cadascuna durant dos anys. El primer pas per una ciutat que vol acollir uns Jocs és comunicar-ho al comitè olímpic nacional del seu país; si més d’una ciutat del mateix país envien una proposta al seu CON, llavors aquest organisme sol dur a terme una selecció interna, ja que cada CON només pot presentar una ciutat al Comitè Olímpic Internacional de cara al procés de selecció. Quan s’acaba el termini de presentació de propostes per part dels comitès olímpics nacionals, comença la primera fase (Aplicació): es demana a les ciutats candidates que completin un qüestionari relacionat amb diversos criteris clau que tracten sobre l’organització dels Jocs Olímpics. En aquest formulari, les ciutats candidates han de poder assegurar que compliran amb la Carta Olímpica i amb qualsevol altra normal establerta pel Comitè Executiu del COI. L’avaluació dels qüestionaris emplenats per part d’un grup especialitzat proveeix al COI d’un resum del projecte de cada candidat i del seu potencial per acollir els Jocs. Prenent com a base aquesta avaluació tècnica, la Junta Executiva del COI escull els candidats que passen de fase de candidatures.

Quan s’han seleccionat les ciutats candidates, aquestes han d’entregar al COI una presentació més extensa i detallada sobre el seu projecte com a part d’un dossier de candidatura. Cada ciutat és analitzada per una comissió avaluadora que, a més, visita les ciutats candidates, entrevista funcionaris locals i inspecciona les instal·lacions. Un cop feta l’anàlisi, la comissió presenta un informe sobre les seves impressions un mes abans de la decisió final del COI. Durant el procés d’entrevista, la ciutat candidata també ha de garantir que serà capaç de finançar els Jocs. Un cop acabada la feina de la comissió avaluadora, es presenta la llista de ciutats candidates a la Sessió general del COI, la qual se celebra en un país que no tingui cap ciutat en la llista de possibles guanyadores. Els membres del COI reunits en la Sessió tenen el vot final sobre quina serà la ciutat amfitriona. Un cop elegida, el comitè de la ciutat guanyadora (juntament amb el CON del respectiu país) signa un contracte amb el COI.

A data de 2016, els Jocs Olímpics hauran estat celebrats en 44 ciutats de 23 països diferents, i en ciutats de fora d’Europa i de l’Amèrica del Nord només en vuit ocasions. Des dels Jocs Olímpics d’estiu de 1988 de Seül (Corea del Sud), els Jocs Olímpics han estat celebrats a l’Àsia o Oceania quatre cops; en els 92 anys anteriors no ho havien estat mai. Els Jocs de 2016 de Rio de Janeiro seran els primers que se celebraran en un país sud-americà. Finalment, mai cap candidatura d’una ciutat africana ha estat escollida.

Els Estats Units han acollit vuit Jocs Olímpics, més que cap altre estat. La capital del Regne Unit, Londres, és l’única ciutat on s’han celebrat tres Jocs Olímpics. Els altres estats on s’han celebrat Jocs dues vegades són Alemanya, Austràlia, França i Grècia, i les altres ciutats que han acollit uns Jocs dos cops són Los Angeles, París i Atenes. Un cop passats els Jocs d’estiu de 2020, el Japó i Tòquio entraran, respectivament, en aquestes dues llistes.

A partir del 1924 es van crear els jocs Olímpics d’hivern, que també es celebren cada quatre anys agrupant les disciplines esportives relacionades amb la neu. En un principi coincidien en el mateix any que les olimpíades d’estiu, però des de 1994 se celebren dos anys després. En l’any 1960 es va començar a celebrar els jocs Paralímpics per esportistes amb discapacitats físiques.