Οι Ολυμπιακοί αγώνες ετελούντο κάθε τέσσερα πλήρη χρόνια, ήταν δηλαδή πεντετηρικοί. Το διάστημα που μεσολαβούσε από τη λήξη των αγώνων ως την αρχή των επόμενων ονομαζόταν Ολυμπιάς, όρος που χρησιμοποιείτο για να δηλώσει και τους ίδιους τους αγώνες. Οι αγώνες γίνονταν την πρώτη πανσέληνο μετά το θερινό ηλιοστάσιο (Ιούλιο-Αύγουστο). Ως το 684 π.Χ. που τα αγωνίσματα ήταν έξι, οι αγώνες γίνονταν σε μια μέρα. Όσο όμως αυξάνονταν τα αγωνίσματα (στην κλασική εποχή είχαν φτάσει τα 18), αυξάνονταν και οι μέρες διάρκειας των αγώνων.

Δικαίωμα συμμετοχής είχαν όλοι οι ελεύθεροι Έλληνες πολίτες, που δεν είχαν διαπράξει φόνο ή ιεροσυλία. Απαγορευόταν η συμμετοχή στους βάρβαρους και στους δούλους. Οι Ρωμαίοι αργότερα, προκειμένου να λάβουν μέρος στους αγώνες, προσπάθησαν να αποδείξουν την ελληνική τους καταγωγή. Οι γυναίκες είχαν δικαίωμα συμμετοχής στους ιππικούς αγώνες μόνο ως ιδιοκτήτριες των ίππων. Όλοι όμως, εκτός από τις γυναίκες, είχαν δικαίωμα να παρακολουθήσουν τους αγώνες ακόμα και οι βάρβαροι και οι δούλοι. Η αυστηρότατη διάταξη που απαγόρευε στις γυναίκες την παρακολούθηση των αγώνων παραμένει ανεξήγητη. Σύμφωνα με τον Παυσανία η απαγορευτική διάταξη ίσχυε μόνο για τις παντρεμένες γυναίκες. Μόνο η ιέρεια της θεάς Δήμητρας Χαμύνης μπορούσε να τους παρακολουθήσει καθισμένη στο βωμό της θεάς, που βρίσκεται στη βόρεια πλευρά του σταδίου. Η τιμωρία των γυναικών που θα παρέβαιναν τον απαγορευτικό νόμο ήταν ο θάνατος. Τις κατακρήμνιζαν από το όρος Τυπαίο που βρίσκεται νότια του Ιερού. Ωστόσο η μόνη που παραβίασε το νόμο και δεν τιμωρήθηκε ήταν η Καλλιπάτειρα, κόρη του ξακουστού Ολυμπιονίκη Διαγόρα, η οποία καταγόταν από γένος Ολυμπιονικών. Για το λόγο αυτό οι κριτές δεν θέλησαν να την τιμωρήσουν.

Από τα πέρατα του ελληνικού κόσμου έρχονταν θεατές για να παρακολουθήσουν τους αγώνες. Το πλήθος που έφτανε στην Ολυμπία για την παρακολούθηση των αγώνων, έστηνε τις σκηνές του κατά μήκος των ποταμών ή κάτω από τα δέντρα. Εκτός από τους μεμονωμένους προσκυνητές υπήρχαν και οι θεωρίες, οι επίσημες δηλαδή αντιπροσωπείες των πόλεων, οι οποίες απαρτίζονταν από επιφανείς πολίτες και έφερναν πλουσιότατα δώρα στο Ιερό. Οι αθλητές έπρεπε να πάνε στην Ήλιδα, τη διοργανώτρια πόλη των αγώνων ένα μήνα πριν την έναρξή τους, για να προπονηθούν κάτω από την επίβλεψη των Ηλείων κριτών.

Την εποπτεία για την τήρηση των κανονισμών είχαν οι Ελλανοδίκες. Αρχικά ο θεσμός των Ελλανοδικών ήταν κληρονομικός και ισόβιος. Αργότερα όμως (ίσως από το 584 π.Χ.) η εκλογή τους γινόταν με κλήρο ανάμεσα σε όλους τους Ηλείους πολίτες. Εκλέγονταν για μια Ολυμπιάδα και η εκπαίδευσή τους διαρκούσε δέκα μήνες. Το διάστημα αυτό έμεναν στην Ήλιδα στον Ελλανοδικαιώνα, όπου μάθαιναν τους κανονισμούς των αγώνων. Επίσης, εκτός από την οργάνωση και τη διεξαγωγή των αγωνισμάτων έργο τους ήταν και η απονομή των βραβείων. Μπορούσαν επίσης να επιβάλουν ποινές χρηματικές και σωματικές, ή και να αποκλείσουν ακόμα αθλητές από τους αγώνες. Από τις χρηματικές ποινές κατασκευάζονταν χάλκινα αγάλματα του Διός, οι Ζάνες (πληθυντικός της λέξης Ζευς), τα οποία τοποθετούσαν στην Άλτη, μπροστά στην είσοδο του Σταδίου. Ο αριθμός των Ελλανοδικών δεν ήταν ο ίδιος καθ΄όλη τη διάρκεια των αγώνων. Αρχικά ήταν δύο, μετά εννέα, αργότερα δώδεκα και τέλος δέκα (από το 348 π.Χ.) έως το τέλος των αγώνων. Κατά τη διάρκεια των αγώνων ήταν ντυμένοι με κόκκινο μανδύα και κάθονταν στην εξέδρα που βρίσκεται στη νότια πλευρά του Σταδίου. Η αναγγελία των αγώνων γινόταν από τους σπονδοφόρους, οι οποίοι κρατούσαν κλαδιά ελιάς και μετέφεραν το μήνυμα της ιερής εκεχειρίας από πόλη σε πόλη. Κατά τη διάρκεια της εκεχειρίας (αρχικά ένας μήνας, αργότερα τρεις, ενώ μερικοί αναφέρουν και το διάστημα των δέκα μηνών), σταματούσε κάθε εχθροπραξία, απαγορευόταν η είσοδος στην Ηλεία σε οπλισμένο άνδρα ή σε ομάδα στρατού και απαγορευόταν η εκτέλεση οποιασδήποτε θανατικής καταδίκης. Αξίζει να σημειωθεί ότι στα 1200 περίπου χρόνια που διήρκεσαν οι αγώνες οι παραβιάσεις του θεσμού ήταν ελάχιστες και ασήμαντες. Αυτό ακριβώς δείχνει ότι ήταν ένας θεσμός ισχυρός, απόλυτα σεβαστός από όλους.

Οι αγώνες ήταν γυμνικοί, ιππικοί και αργότερα προστέθηκαν και μουσικοί. Οι γυμνικοί αγώνες γινόντουσαν στο στάδιο και οι ιππικοί στον ιππόδρομο.