La ville de Rio de Janeiro sera la ville hôte des Jeux de la XXXIe Olympiade. Cette élection a été précédée de trois tours de scrutin des membres du Comité International Olympique (CIO) le 2 octobre 2009 à la 121e Session du CIO à Copenhague, Danemark.

Sept villes avaient initialement soumis leurs demandes pour accueillir les Jeux Olympiques de 2016 par l'intermédiaire de leurs Comités Nationaux Olympiques : Chicago (USA), Prague (CZE), Tokyo (JPN), Rio de Janeiro (BRA), Bakou (AZE), Doha (QAT) et Madrid (ESP). Le 4 juin 2008, la commission exécutive du CIO a accepté quatre villes comme villes candidates à l'organisation des Jeux Olympiques de 2016. Ces villes étaient (dans l'ordre officiel du tirage au sort) :

       - Chicago (USA)

       - Tokyo (JPN)

       - Rio de Janeiro (BRA)

       - Madrid (ESP)

Lors du vote du 2 octobre 2009, Rio de Janeiro l'a finalement emporté sur Madrid avec 66 voix contre 32. Ces votes ont donné à Rio la majorité lui permettant d'être élue ville hôte des Jeux Olympiques de 2016. Rio a triomphé dans sa course à l'obtention des Jeux au terme d'une rude compétition face à Chicago, Tokyo et Madrid.

121e Session du CIO, 2 octobre 2009, Copenhague : élection de la ville hôte des Jeux de la XXXIe Olympiade

Madrid

La vision des Jeux de Madrid 2016 était fondée sur l’idée de créer une expérience véritablement inoubliable et comme il n’y en a jamais eu. En parallèle, le processus de planification des Jeux aurait permis d’offrir des avantages durables aux habitants et aux communautés de Madrid et d’Espagne. Madrid 2016 souhaitait tendre la « main de l’amitié » pour inciter les populations du  monde à se tourner vers les autres, par différents moyens, et pour promouvoir l’interaction et la cohésion sociale. Madrid voulait rester à « portée humaine » afin d’encourager le monde à partager les sentiments et les émotions que vivent les athlètes.

Le concept des Jeux de Madrid 2016 au niveau du sport et des sites était l’un des plus compacts de l’histoire olympique, tous les sites de compétition, sauf un (le tir, à 21 km du centre-ville) se trouvaient dans un rayon de 10 km du centre-ville, avec un accès facile à l’aéroport par la route et les transports publics. Le projet visait à transformer la ville pendant les Jeux en grand village olympique, plongé dans une ambiance de fête, où tous auraient partagé une expérience inoubliable. Les sites de compétition pour 77 % des sports au programme existaient déjà et de nouvelles installations auraient été construites uniquement si elles s’inscrivaient dans les plans d’aménagement à long terme de la ville de Madrid. Tous les sites étaient répartis sur deux zones, la zone centrale et la zone de la rivière. 

Tokyo 

Tokyo 2016 souhaitait accueillir les Jeux au cœur-même de la ville, en les intégrant complètement à la vie de la ville, et en permettant à la communauté dans son ensemble de véritablement en faire partie. Tokyo 2016 avait pour ambition de devenir une grande aire de Jeux, l'expérience des Jeux devant gagner Tokyo, le Japon et la communauté internationale. Les Jeux devaient offrir la possibilité de rassembler des personnes de différentes communautés, des jeunes aux plus âgés, des habitants de Tokyo et des étrangers, pour partager une expérience commune atteignant les plus hauts niveaux d'excellence et d'amitié. Tokyo 2016 avait une vision des Jeux complètement axée autour des athlètes, afin de leur permettre de vivre la meilleure expérience sportive possible, avec une urbanisation écologique qui devait régénérer l'environnement urbain et des rencontres entre peuples pour célébrer la diversité et la communication interculturelle.

Tous les sites de compétition de Tokyo 2016 étaient réunis dans un rayon de 8 km du nouveau stade olympique du centre-ville à l'exception du site du tir et des sites des matchs éliminatoires de football dans les villes co-organisatrices (tous étaient complètement opérationnels). Tokyo 2016 avait promis une édition des plus compactes, la plus efficace de l'histoire olympique, avec 70 % des athlètes hébergés au village olympique, à 10 minutes seulement de leurs sites de compétition. Les sites du centre-ville étaient proches, et le temps de trajet réduit à un minimum, que ce soit à pied, en fauteuil roulant, en vélo, avec des flottes écologiques (sans émissions de dioxyde de carbone) ou par le réseau des transports publics de Tokyo.

Chicago 

La vision de Chicago 2016 était celle de Jeux célébrés comme un festival du sport et de l'humanité, glorifiant l'esprit olympique que symbolisent les athlètes. Cette vision devait guider toutes les décisions, activités et programmes du futur comité d'organisation et prendre forme au cours d'un cycle de sept ans portant sur tous les aspects des Jeux. Ville de festivals, Chicago était persuadée de réussir à concrétiser cette vision de façon significative. La ville a la chance de compter de belles promenades le long du lac, de grands parcs, de grands boulevards, des institutions culturelles de renom et des installations de premier ordre – le tout devait être intégré à la célébration des Jeux de Chicago. La ville accueille chaque année des dizaines de millions de visiteurs dans le cadre des festivals, parades, concerts et autres rassemblements publics qu'elle propose. Tout au long de l'année, le centre-ville prend vie pour célébrer le sport, l'art, la musique et l'héritage culturel.

Le village olympique était au cœur du projet de Chicago 2016. Il aurait dû être situé près du lac, des parcs et de l'essentiel des sites de compétition. Cette vision des Jeux était axée sur le sport afin de garantir aux athlètes la meilleure expérience possible. Vingt-deux sports sur les vingt-six au programme étaient concentrés dans le centre-ville. Quatre-vingt dix pour cent des athlètes auraient été logés à 15 minutes maximum des sites d'entraînement et de compétition. À quelques pas du village, la plus grande installation polyvalente d'Amérique du nord aurait du accueillir le complexe sportif du Lac Michigan, abritant 11 sports olympiques et huit sports paralympiques, et le CPP/CIRTV.