Serbijas olimpisko komandu 2016. gada vasaras olimpiskajās spēlēs veidoja 103 sportisti, 58 vīrieši un 45 sievietes, kuri startēja 14 olimpiskajos sporta veidos. Šī ir līdz šim otra lielākā Serbijas komanda vasaras olimpiskajās spēlēs (lielākā 2012. gada Londonas spēlēs — 116 sportisti).[6] Pirmo reizi olimpisko spēļu vēsturē tajās startēja gan sieviešu, gan vīriešu Serbijas basketbola komanda.
Tradicionālie komandu sporta veidi veidoja gandrīz pusi no Serbijas sportistu komandas, 49 sportistus. Tomēr no individuālajiem sporta veidiem visvairāk sportistu startēja vieglatlētikā. Pavienam sportistam no Serbijas bija pārstāvēti kalnu un šosejas riteņbraukšanā, džudo un galda tenisā.
No Serbijas olimpiskās komandas izceļami tādi sportisti kā, iepriekšējo 2012. gada Londonas spēļu sudraba medaļnieks, tenisists Novads Džokovics, kurš uz olimpisko spēļu laiku bija labākais vīriešu tenisists pasaulē. Kā arī tekvondo sportiste Milica Mandiča, kura pirms četriem gadiem izcīnīja pirmo zelta medaļu Serbijai. Sporta šaušanas leģendai Stevanam Pletikosičam šīs bija sestās vasaras olimpiskās spēlēs. Viņš bija arī vecākais Serbijas komandas pārstāvis, 43 gadi spēļu norises brīdī.
Reaģējot uz Starptautiskās Olimpiskās komitejas lēmumu pieņemt Kosovu par pilntiesīgu locekli, Serbijas ārlietu ministrs Ivica Dačičs sporta ministrs Vaņa Udovičičs pauda neapmierinātību un izteicās, ka šīs spēles vajadzētu boikotēt. Tomēr Serbijas Olimpiskā komiteja darīja visu iespējamo lai šāds lēmums netiktu pieņemts.[8][9] Pirms 2016. gada vasaras olimpisko spēļu ceremonijas Vaņa Udovičičs ieteica Serbijas sportistiem izstāties no sacensībām, ja viņiem medaļu ceremonijā būtu jākāpj uz pjedestāla kopā ar sportistiem no Kosovas.[10]