На Игры из 112 стран приехал 5531 спортсмен, из них 781 женщина. По 21 виду спорта было разыграно 172 комплекта медалей.
Впервые Игры проводились в условиях среднегорья (Мехико находится на высоте 2240 м над уровнем моря). Эти условия отрицательно повлияли на спортсменов в тех видах спорта, которые требуют преимущественно проявления выносливости. В то же время на Олимпиаде были показаны феноменальные результаты, значительно превысившие мировые рекорды, в скоростно-силовых дисциплинах: В. Тайес (США) в беге на 100 м — 11,00; В. Санеев (СССР) в тройном прыжке — 17,39; М. Гуммель (ГДР) в толкании ядра — 19,61; Т. Смит (США) в беге на 200 м — 19,80; Д. Хайнс (США) в беге на 100 м — 9,90 и др. Особо следует сказать о выдающемся прыжке в длину американца Р. Бимона, показавшего результат 8,90. Он превысил мировой рекорд, принадлежавший с 1967 г. лучшему советскому прыгуну в длину И. Тер-Ованесяну, сразу на 55 см. На этой Олимпиаде прыгун в высоту из США Р. Фосбери, став олимпийским чемпионом и установив олимпийский рекорд — 2,24, продемонстрировал новую технику преодоления планки, названную его именем — “фосбери-флоп”. В настоящее время все сильнейшие прыгуны в высоту применяют именно этот способ. Безусловно, высоким спортивным достижениям способствовало и новое, тартановое, покрытие на стадионе.
Командные места на Олимпиаде распределились так: первое место - США (45, 28, 34), второе - СССР (29, 32, 30), третье -Япония (11, 7, 7).
На этой Олимпиаде команда ГДР впервые выступала самостоятельной командой и по количеству завоеванных медалей заняла общее пятое место; ФРГ — на восьмом месте.
Как и на Игры 1964 г., за распространение на спортивную жизнь страны политики апартеида ЮАР не была допущена к участию в Играх.
На церемонии награждения победитель и бронзовый призер в беге на 200 м негры из США Т. Смит и Д. Карлос во время исполнения гимна США опустили головы и подняли вверх руки в черных перчатках, выражая тем самым протест против нарушения прав человека в отношении негритянского населения в США.
Начиная с этих Игр, по предложению НОК СССР произносится “Олимпийская клятва судей”: “От имени всех судей и официальных лиц я обещаю, что мы будем выполнять наши функции во время этих Олимпийских игр со всей беспристрастностью, соблюдая правила и сохраняя преданность принципам настоящего спортивного духа”.
Впервые на Играх появился олимпийский талисман — ягуар, на всех последующих Олимпиадах это становится традицией.
Начиная с Олимпийских игр 1968 г. вводится обязательная процедура — допинг-контроль, который осуществляет специально созданная при МОК Медицинская комиссия.