การแข่งขันกีฬาโอลิมปิกเป็นงานที่รับผิดชอบและมีค่าใช้จ่ายสูง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มระดับความนิยมของทั้งประเทศและเมืองที่เลือกสำหรับกีฬา การตัดสินใจขั้นสุดท้ายว่าใครจะเป็นเจ้าภาพการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกปี 2020 ยังไม่ได้ทำการตัดสินใจ
โอลิมปิกฤดูร้อน 2020 จะเป็นกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนสามสิบวินาที แปดปีก่อนเหตุการณ์ (15 กุมภาพันธ์ 2012) การสมัครอย่างเป็นทางการจากประเทศที่ต้องการจัดการแข่งขันกีฬาทุกครั้งและทุกประเทศหยุด คณะกรรมการโอลิมปิกระหว่างประเทศจะประกาศว่าใครจะเป็นเจ้าภาพการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกปี 2020 ในวันที่ 7 กันยายน 2013 ในบัวโนสไอเรสเมืองหลวงของอาร์เจนตินา
ในขั้นต้นหลายเมืองในโลกกลายเป็นผู้สมัครสำหรับการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก 2020 คนแรกที่สมัครคือเมืองหลวงของอิตาลีโรมซึ่งเคยเป็นเจ้าภาพจัดการแข่งขันกีฬาฤดูร้อนในปี 2503 เมืองนิรันดร์ตามด้วยโตเกียวเมืองหลวงของญี่ปุ่นเดอร์บัน (แอฟริกาใต้) อิสตันบูลเมืองหลวงของตุรกีโดฮา (กาตาร์) บากู (อาเซอร์ไบจาน) เมืองหลวงของสเปนมาดริดและเมืองตากอากาศทันสมัยในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์
สามเมืองในสหรัฐอเมริกายกเลิกการสมัครก่อนวันที่ 15 กุมภาพันธ์: ดัลลัสมินนิอาโปลิสทัลซา; ฮิโรชิมาและนางาซากิและสาธารณรัฐเช็กที่มีชื่อเสียง เมืองปูซานในเกาหลีใต้รีบปฏิเสธที่จะเป็นเจ้าภาพการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกปี 2020 หลังจากได้รับการเสนอชื่อเป็นเจ้าภาพการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาวในปี 2561 ในบรรดาแอพพลิเคชั่นที่ถูกยกเลิกคือรัสเซียเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก กรุงโรมก็ลาออกจากการแข่งขันเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ตามคำแถลงการณ์อย่างเป็นทางการของมาริโอมอนเตนายกรัฐมนตรีของอิตาลีกล่าวว่าวิกฤตการณ์ทางเศรษฐกิจทำให้ประเทศต้องสูญเสียค่าใช้จ่ายเป็นอย่างมาก
จนถึงปัจจุบันมีผู้สมัครสามคนที่เหลืออยู่สำหรับการเป็นเจ้าภาพโอลิมปิกฤดูร้อนปี 2020 มาดริดซึ่งเป็นเมืองหลวงของสเปนซึ่งเป็นที่รักของกีฬาเหล่านี้ในปี 1992 เมืองหลวงของตุรกีคืออิสตันบูลซึ่งไม่เคยเป็นเจ้าภาพกีฬาโอลิมปิกมาก่อนเช่นเดียวกับเมืองโตเกียวของญี่ปุ่นที่มีการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนปี 1964 เมืองเหล่านี้ได้รับการเสนอชื่อในที่ประชุมของคณะกรรมการโอลิมปิกสากลเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2012 การใช้งานของเมืองบากูและโดฮาถูกถอนออกจากที่นั่น
