东京奥运会奖牌直径85毫米，金牌银牌铜牌分别重556g、550g、450g。正面的设计元素包含雅典神话中的胜利女神尼姬像（位于泛雅典娜体育场前）、第32届奥运会英文名称（Games of the XXXII Olympiad Tokyo 2020）和奥运五环标志。
奖牌的外形像是一块被打磨发光的原石，背面图案中央是东京奥运会，周边进行了表现光辉与荣耀主题的雕刻；奖牌直径为85毫米，金牌重量约556克，银牌重量约550克，铜牌重量约450克，在奖牌上方系有缎带，在奖牌侧面刻有英文赛事名称。
奖牌另一面则根据国际奥委会(IOC)的规定，绘有希腊神话中的胜利女神，背景为举办第一届奥运会的雅典帕纳辛奈科体育场。
东京奥组委与东京都当天公布了奥运会及残奥会的。两个均使用了代表多样的黑色和代表心脏跳动的红色圆形图案，设计简约而引人注目。奥运会从整体上看是象征“东京”的字母“T”。残奥会则为竖等号，寓意着平等。
东京奥运会一共设置了33个大项、339个小项，而这339个小项一个项目一个冠的情况下，意味着将产生至少339枚金牌。其中的金牌产出大户仍然是游泳、田径两项传统项目。具体项目及金牌数如下跳水（8枚）、游泳（34枚）、花样游泳（2枚）、水球（2枚）、射箭（4枚）、田径（47枚）、羽毛球（5枚）、棒球（枚）、篮球（2枚）、拳击（3枚）、皮划艇（6枚）、自行车（8枚）、马术（6枚）、击剑（0枚）、曲棍球（2枚）、足球（2枚）、高尔夫（2枚）、体操（8枚）、手球（2枚）、柔道（4枚）、空手道（8枚）、现代五项（2枚）、赛艇（4枚）、七人橄榄球（2枚）、帆船（0枚）、射击（5枚）、滑板（4枚）、垒球（枚）、攀岩（2枚）、冲浪（2枚）、乒乓球（4枚）、跆拳道（8枚）、球（5枚）、铁人三项（2枚）、排球（4枚）、举重（5枚）、摔跤（8枚）。
设计者是大阪的一名50多岁的设计师，名叫西川纯市。
设计理念是光芒与荣耀，旋涡状的设计宁方便奖牌吸收各个方向的各种光芒并反射出来，这些光象征着每一位运动员的脑胜利，正是由周围许多人的支持才取得的。
奖牌正面仍为希腊神话中胜利女神尼姬，其身后则是代表奥林匹克发源地希腊神庙。
