Luksemburg na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2020 – kadra sportowców reprezentujących Luksemburg na igrzyskach w 2020 roku w Tokio. Kadra liczyła 12 sportowców występujących w 7 dyscyplinach. Podczas ceremonii otwarcia chorążymi reprezentacji byli kolarka Christine Majerus oraz pływak Raphaël Stacchiotti.
Reprezentanci 30px|alt=|link= Jeździectwo
30px Ujeżdżenie ZawodnikKońKonkurencjaGrand PrixGrand Prix FreestylePozycjaŹródłoRezultatPozycjaRezultatPozycjaNicolas Wagner EhlingerQuater Back Juniorindywidualnie70,51225.colspan="2" 25.
Kolarstwo
30px Kolarstwo szosowe Kobiety ZawodniczkaKonkurencjaCzasPozycjaŹródło Christine Majerusjazda indywidualna na czas 34:34,13 21.wyścig ze startu wspólnego 3:55:13 20.
Mężczyźni ZawodnikKonkurencjaCzasPozycjaŹródłoKevin Genietswyścig ze startu wspólnego 6:15:38 37.Michel Rieswyścig ze startu wspólnego 6:21:46 73.
30px Lekkoatletyka
Mężczyźni Konkurencje biegowe Zawodnik Konkurencja Eliminacje Półfinał Finał Pozycja ŹródłoRezultatPozycjaRezultatPozycjaRezultatPozycjaCharles GrethenBieg na 1500 m 3:41,90 31. Q 3:32,86 7. q 3:36,80 12.