主条目：2008年夏季奥林匹克运动会筹备工作
北京市从基礎設施建設（包括交通、環境與通訊、奥运工程）、立法、人口審查等多个方面进行了筹备工作。
市场开发
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主条目：2008年夏季奥林匹克运动会市场开发
在中國國家博物館外的奧運倒數計時器。（摄于2006年2月21日）
本届奥运会耗资430亿美元[10]，因而要開發市場。奥运会市场开发由国际奥委会的市场开发计划和举办城市奥组委的市场开发计划组成。国际奥委会市场开发计划由奥运会电视转播权计划和奥林匹克伙伴计划（TOP计划）以及相关计划组成。
會徽
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本届奥运会的会徽于2003年8月3日正式發佈，主要设计者张武为河南杞县人，任北京始创国际企划公司总裁[11]。會徽由成龍和邓亚萍共同捧出。这次奧運的會徽名為「中國印·舞動的北京」，將中國印、汉字「京」與奧運五環結合在一起，演變而成。當中白色的線條象徵了一個正在運動的人。而就一般視覺美術而言，變異後的「京」字像個奔跑的人形，貼切地將北京和奧運會聯繫在一起，人形張開的雙手也可視為「北京歡迎你」的象徵。同時，「京」字也类似于汉字中的「文」字，寓意「人文奧運」。
吉祥物
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主条目：福娃
吉祥物由2004年開始徵集設計方案，最初是以孙悟空等成為大熱[12][13]。2005年11月12日，北京舉行了「北京2008奧運會吉祥物發佈暨倒計時1000天」活動，公佈了2008年夏季奧林匹克運動會吉祥物為福娃。[14]他們由五個形象組成，分別是：貝貝（鯉魚形象）、晶晶（大熊猫形象）、歡歡（奥林匹克圣火形象）、迎迎（藏羚羊形象）、妮妮（北京燕子风筝形象），是「北京歡迎你」的諧音，其顏色也是奧運五環的顏色。
口號
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此屆奧運會口號共有20,161份參賽作品，當中包括了漢語、英語、法语等多國语言[15]。2005年6月26日，此次奧運會的主題口號正式公佈：“同一個世界，同一個夢想”（英語：One World，One Dream）。北京奧委會解釋口號集中體現了奧林匹克精神的實質和普遍價值觀，并深刻反映了北京奧運會的核心理念。[16][17]
獎牌
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本届奥运会的獎牌於2007年3月27日公佈[18]，獎牌柔合了中西文化的特點：它的背面鑲嵌了中國傳統雙龍蒲紋璜圖案的玉壁，被称为「金镶玉」（金牌是白玉、銀牌是青白玉、銅牌為青玉，昆仑玉质地）[19]，背面中央在金或銀或铜質地的金屬（採用智利金屬[20]）上鐫刻著北京奧運會的會徽。這是夏季奧運会獎牌首次使用金屬以外的物料製作。而正面為國際奧委會規定的希腊勝利女神和希臘帕那辛納克體育場（Panathinaiko Stadium，首屆現代奧運會舉行場地）。由於過往奧運會獎牌在設計上沒有太大的突破，因此此屆奧運獎牌為奧運歷史上帶來重要的象徵意義。獎牌设计师为中央美術學院設計學院、建築學院黨總支書記王沂蓬[21]，奖牌最终在2008年3、4月份制作完成[22]。
北京奧委稱，獎牌形象詮釋了的表達了中華民族「以玉比德」的價值觀。獎牌直径70毫米，厚6毫米。同時，獎牌的絲帶由機織組成，朱地雲紋。獎牌包裝盒為中國傳統工藝製作的木製漆盒，四方造型，天地蓋四邊略呈弧形，喻天地四方、六合美滿之意。
北京奧組委從中國内地25個省區市、香港特別行政區以及美國、澳大利亚、俄罗斯、德国等國家合共265件應徵作品中，有179件應徵作品對各項評審通過衫初選及複選，最終設計方案於2007年1月1日及2月8日分別獲國際奧委會及北京奧組委通過[23]。
體育項目圖標
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奥林匹克公园内指示牌上展示的体育项目图标
北京奧委會於2006年8月7日公佈此屆奧運會共35個的體育項目圖標，當中的圖標是以篆书為基本，並採用中國的甲骨文與金文等文字的「象形意趣」和現代圖形合一，形成此屆奧運的體育項目圖標（請參見各比賽項目子條目）。
北京奧委會指出該體育圖標容易認別、記憶以及使用能夠顯示出「鮮明的運動特微、優雅的運動美感和豐富的文化內涵，達到『形』與『意』的和諧與統一。」[24]；此屆體育項目圖標的評審和創作是於2005年3月開始展開，並由中國和國外的設計家、奧運專家等人共同設計和給予意見，由中央美术学院和清华大学美術學院作出最後的修改，圖標於2006年6月正式成為此屆奧運的體育項目圖標。
體育項目圖標是應用於奧運會道路指示系統、比賽場館及使運動員、裁判、觀眾等作指南等，更會在電視轉播與廣告宣傳等被採用。
音乐
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本次奧運會的开幕式主題歌是《我和你》，北京奥组委选择中国歌手刘欢和英国歌手莎拉·布莱曼在开幕式上第一次演唱。闭幕式主题歌是《愛的火焰》，由中国女歌唱家宋祖英与西班牙男高音普拉西多·多明戈在闭幕式上共同演唱。
除北京奥运主题歌外，北京2008年奥运会暨残奥会火炬接力主题歌与北京2008年奥运会暨北京2008年残奥会志愿者主题歌分别为《点燃激情 传递梦想》、《我是明星》与《微笑北京》[25]。歌曲征集过程中同时开办名为《唱响奥运》（北京电视台制作）、《放歌奥运》（中央人民广播电台制作）的电视和广播节目。[26]倒计时一周年主题歌为《We Are Ready》，倒计时百日主题歌为《北京欢迎你》。[27]
火炬接力
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主条目：2008年夏季奧林匹克運動會火炬接力
「祥雲」火炬
境外传递路线圖，紅線為原規劃途經台北的路線
2008年北京奥运会火炬又被称为“祥云”火炬，因其由联想（北京）有限公司创新设计中心设计的火炬外形名为《祥云》，火炬内部燃烧系统由航天科工集团设计研发。火炬设计研究规划工作从2005年8月开始，2005年12月6日开始公开征集火炬设计方案。北京奥组委执委会选定方案制成样品后，于2007年1月经国际奥委会批准使用。
手持火炬长72厘米，分地面传递火炬和珠峰传递火炬两种，两者外形相同，但内部燃烧系统不同。火炬样品制作由中国航天科工集团下属的航天晨光完成。地面传递火炬燃烧系统采用双火焰、气相稳压技术，燃料为丙烷，重985克，燃烧时间15分钟，在零风速下火焰高度25至30厘米，在强光和日光情况下均可识别和拍摄。珠峰传递火炬燃烧系统是一种特殊的固体燃料，重约1.1公斤，可克服珠峰低温、低压、缺氧、大风等极端不利条件，在0.3bar、－40℃的条件下火焰高度不小于25厘米，燃烧时间不低于7分钟。
火炬的创意灵感來自「淵源共生，和諧共融」的祥雲圖案，具有代表中國文化的標誌[28]。
北京奧運會火炬接力活動的主題是「和諧之旅」[29]，以「點燃激情 傳遞夢想」（Light the Passion Share the Dream）為口號。火炬接力歷時130天，總里程約13.7萬公里，包括五大洲的20座城市，參予傳遞火炬手達21,780人，是迄今為止線路最長、範圍最廣、參與人數最多的一次奧運聖火傳遞[30]。另外，這次的聖火傳遞與歷屆的最大不同的是所經的城市很少是奧運城市，而且很多都是第一次進行聖火傳遞[31]。
北京时间2008年8月8日晚24時，前中國体操运动员李宁作为最後一棒主火炬手飞天点燃了2008年北京奥运会的主火炬。
比賽場館
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参见2008年夏季奧林匹克運動會比賽場館列表以获取更详尽的列表。
北京奥运场馆示意图，其中深色道路为主干道。
北京奧運會的場館建設在申辦成功之後就很快展開，包括了奧運會開幕會場北京國家體育場、中國國家游泳中心、中國國家體育館、五棵松体育馆和奧林匹克公園等重要場地，全部工程在2007年完工。大部分出支已經通過「法人招標」融資獲得，得標企業可獲得奧運場館在奧運會結束後30年的經營權。而部分建在大學區的場館則將交付各大學院校使用，另有一些場館則將交由國家體育總局管理。奥运村在奧運會結束之後也將以商品住房的形式向公眾出售。
由於規劃中的各奧運場館設計方案都耗資巨大，引起社會公眾和許多專家學者的廣泛討論與很大爭議，30多位中国科学院和中国工程院院士曾在2004年7月聯名上書，在經費、設計和安全等方面對許多工程的方案提出疑問。2004年7月底，北京市政府提出了「節儉辦奧運」的思想，對眾多原設計方案進行修改，其中最受注目的奧運主場館國家體育場（因其外觀設計像一個鳥巢，又被俗稱為「鳥巢工程」）的施工被暫時停止，在修改了原定方案之後才重新開工。新的方案取消了具爭議性的可開啟頂蓋，優化建築鋼結構以節約鋼材用量，預定建設成本也由原先的38.9億人民幣減少到22.7億人民幣。其他多個奧運場館也修改了原定設計方案以節省支出。
据报道，在场馆建设中，有6名工人死亡，4名工人受伤，后被确认为不实消息[32]。
在馬術方面，國際奧委會與馬術聯會在2005年7月8日中午於新加坡宣佈，香港獲得馬術主辦權，馬術場地定在香港沙田火炭香港體育學院，原址將會暫遷往烏溪沙青年新村。
部分比赛场馆
国家体育场
国家游泳中心
国家体育馆
国家会议中心
五棵松体育馆
顺义奥林匹克水上公园
志愿者
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主条目：2008年夏季奥林匹克运动会志愿者
北京奥运会期间位于奥林匹克中心的志愿者标志雕塑
北京奧委會於2006年8月28日正式公佈招募此屆奧運及殘奧會義工的行動，於北京的申請者可在8月起報名，而「京外各省、自治區、直轄市申請人」則可於12月起報名，另外在港澳、留學生及外國人就在翌年的3月報名[33]。
報名的義工必須於1990年6月30日前出生、能於奧運或殘疾奧運中連續服務一星期以上、能應用基本的汉语和英语與「具備志願服務崗位必需的專業知識和技能」等。志愿者要於2006年8月至2008年3月间報名，經面試和培訓后，从2007年8月开始分批得到通知。整个招募行動會於2008年5月完成[34]。
至於在香港舉行的馬術方面，也同樣有招募義工活動，負責招募的香港奧馬委執行機構奧運馬術公司表示會向全球招募1800人左右，條件是必須通曉中、英文及可以熟練的運用广东话、普通話和英語[35][36]。結果消息公佈的第二天，即有500多人報名[37]。