U sklopu mjera sigurnosti za Olimpijadu, grčkim nebom patrolira AWACS avion NATO saveza opremljen radarskim uređajema. AWACS će se nalazit gotovo neprestano u zraku, a osim njega NATO je angažirao osam brodova koji patroliraju međunarodnim vodama oko Grčke, dok se u samoj zemlji nalazi jedinica uvježbana za obranu od oružja masovnog uništenja. Za osiguranje Olimpijskih igara Atena će potrošiti oko 1, 4 milijarde dolara.
U skladu sa sankcijama Europske unije, grčka je vlada zabranila ulaz u zemlju ministrima sporta Burme i Zimbabwea. Europska unija je uvela sankcije protiv Zimbabwea optužujući Roberta Mugabea za namještanje njegovog reizbora za predsjednika te zemlje, dok je Burma često kritizirana zbog kršenja ljudskih prava. Grčka je također prethodno najavila da će zabraniti ulaz u zemlju ministru sporta Bjelorusije Yuriju Sivakovu, koji je optužen da je, dok je bio ministar unutarnjih poslova, bio umješan u nestanak novinara.
Kao i u Sideyu, sportaši Južne i Sjeverne Koreje će na otvaranju Olimpijskih igara stupati zajedno, ispod “neutralne” zastave koju će zajedno nositi natjecateljka i natjeciatelj iz obje zemlje. Sportaši, većinom iz Južne Koreje, natjecat će se kao jedna momčad, ali će medalje dobivati odvojeno. Dvije Koreje tehnički su još uvijek zaraćene, nakon primirja potpisanog 1953 godine, mirovni sporazum nije nikad potpisan