古奥运会最初的比赛项目大多数为现代运动项目的原始雏形，比赛规则简单，任意性很大。场地跑是古代奥林匹克竞技会最早设立的竞赛项目，是从第1届到第13届运动会上的唯一竞赛项目，也是当时最普及的运动项目之一，后来有了往返跑和长跑。
古代奥运会最初每届只举行1天，因为刚开始时比赛项目不是很多。到了公元前6世纪，竞赛项目逐渐增加了摔跤、五项全能、拳击、赛马、角斗以及战车赛、武装赛跑等，达到了20多项，且大多与军事技术和军事训练有关。
赛跑
古代奥运会的赛跑分为短跑、中跑、长跑。后期又增加了武装赛跑。
短跑是古奥运会上最初的唯一比赛项目。跑距为一个斯泰德（约为192米）比赛分为预赛和决赛，运动员抽签决定组次和起跑位置。
中跑是在公元前724年第14届古奥运会上首次被列为正式比赛项目的。中跑的长度是两个跑道长（384米）在终点线折回处，有转向石柱，运动员绕过石柱，再返身往回跑，跑法与往返跑相似。
长跑在公元前720年第15届古奥运会时被列为正式项目，距离为7～24个斯泰德。在当时，起跑的姿势为站立式。运动员两脚前后分开站立在起跑线的条石槽沟上，两脚尖分别放八沟内，身体前倾，传令官一声令下、便向前冲出。
武装赛跑是从公元前520年第65届古代奥运会开始被列为正式比赛项目的。武装赛跑者身着铠甲，头戴盔帽，腿裹护胫，左手执圆形盾牌。虽然只进行一次往返跑，但全身披挂，负担很重。因此，少年运动员不参加这个项目。
拳击
拳击是古希腊最古老的运动项目之一，但直到公元前688年第23届古代奥运会上才被列为正式比赛项目。拳击比赛没有时间限制，没有重量级之分，直打到选手主动举手投降或者一方被打得无法继续比赛；选手没有拳击手套，只是在手上胡乱缠一些兽皮；除了不能用牙咬、挖眼睛，其他攻击手段随便使用；如掐脖子、踢肚子、扳手指……裁判手持鞭子监督比赛。
摔跤
摔跤是古希腊人十分喜爱的运动项目。摔跤比赛分为立姿和卧姿。进行摔跤比赛之前，抽签决定对手。比赛中，只要肩、胸、膝等部位触地，即被判为失去1分，如失去3分便被判为失败。取胜的人再抽签分组，继续比赛，直到场上只剩下一人为止，这就是最后的优胜者。
混斗
混斗是由摔跤和拳击混合而成的一个竞技项目，在公元前648年第33届古奥运会上首次被列为比赛项目。比赛时，竞技者身体的任何部位都是进攻武器，可以用各种动作和方法打击对手，但禁止咬对手和用手指伤害对手眼睛。混斗比赛是很危险的，比赛要一直进行到使对手丧失抵抗力或承认失败为止。
五项竞技
五项竞技是在公元前708年第18届古奥运会上被定为比赛项目，其五项包括短跑、跳远、掷铁饼、掷标枪和摔跤。其中短跑和摔跤既是五项竞技的内容，又是古代奥运会单独的竞赛项目，而最具特色的则是跳远项目。五项竞技是古代奥运会中最受人尊重的项目，正如古希腊著名学者亚里士多德所评论的：五项竞技的运动员是最出色的，因为他们既有力量又有速度。
跳远
跳远分为立定跳远和助跑跳远两种。助跑跳远技术与现代很不相同。运动员必须手持1.5～4.5千克的石制或金属制哑铃。据说，这样可以准确掌握两臂摆动的幅度，加大推力，增加跳远的距离，还可以保持身体平衡，使双脚平稳落地。按当时规定两脚落地不平行，成绩无效。跳远用的沙坑叫做“斯卡玛”坑长约15米，同时它还兼做摔跤场之用。跳远比赛是在笛声伴奏下进行的，以激发起竞技者的情绪，配合跳远的节奏。
铁饼
人们最早投掷的是薄且圆的光滑卵石，后来逐渐发展成灌铸而成的铁饼，因为后者既具有相当的重量，又更加符合空气动力学原理。由于各城邦运动会对铁饼的直径、重量未做统一规定，因此，在奥运会上使用的铁饼也不统一。竞技者先在手上沾满沙子或泥土，然后持饼前后摆动，用上一步或上三步法投出。
标枪
标枪有掷准和掷远两种。枪长约1.6米，与食指粗细相同。投远时，标枪上需置一个无锋刃的金属矛头，用以增加力量并保持平衡；掷准时，则改用一个有锋刃的金属矛头，以掷准目标来确定最后的优胜者。在标枪的中前部，用细皮条缠绕，皮条尾端结成一个圈，投掷时将食指和中指插入皮套中，古希腊人认为这样做有助于保持飞行方向和投得更远。
战车赛
战车赛在公元前680年第25届古代奥运会时被列为竞技项目。比赛时分为4马拉车赛和2马拉车赛，在长800米宽320米的赛马场举行。战车赛在竞技场里举行，起点设标志柱，终点设转向柱，以一个来回为一圈。战车赛十分激烈，竞技者赤身扬鞭，催马向前，车翻人伤的事故常有发生，跑完全程者通常不及半数。一般情况下，车主并不亲自驾车比赛，而是雇人替他比赛，但是一旦获胜，被宣布为获胜者的是车主，而不是实际的驾车人。
赛马
赛马在公元前648年第33届古奥运会上列为比赛项目，当时称做“奥林匹克大赛马”马匹无鞍、无镫，全凭竞技者的技艺比赛。与赛车一样，赛马也具有一定的危险性，因此骑手也是雇来的，马主人不亲自参赛。一些竞技者在比赛中从马上摔下受伤甚至当场死亡。车和马的主人往往是最富有的奴隶主，他们既想夺冠军，又担心受伤身亡，所以常让奴隶代为驾车和骑马，如果得胜，橄榄花冠要戴在主人头上，而真正的竞技者只能得到主人微薄的赏赐。
传令比赛和笛手比赛
从公元前396年第96届古奥运会起，传令比赛和笛手比赛也列入了正式项目，并被作为奥运会的开幕式。这两项比赛要求运动员有洪亮的嗓音和很大的肺活量，当然也要掌握一定的技巧。获胜者在古代奥运会上高声地介绍参赛者、宣布成绩。
总之，在奥运会历史上，主要竞技项目有十多项，大部分项目与军事有关。因此，比赛对抗性强、竞争激烈，有的项目甚至出现伤亡事故，但奥运会是以这些竞技体现勇敢、强壮和健美，体现古希腊人的崇高的理想和追求，因而给后世留下了宝贵的体育遗产。
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从公元前632年的第37届古奥运会开始，逐渐出现少年竞技项目，如少年赛跑、摔跤、拳击等，其规则要求和动作难度均低于成年人。参加少年比赛项目的竞技者年龄限定为17～20岁。在设立的比赛项目中，大多数与成年人的比赛项目相同，形式和内容也基本一致，只是在规则的要求、动作的难度方面要低于成年人。而拳击、混斗等项目，在有些城邦国家，如斯巴达等地是严禁青少年参加的。也有一些专门为少年选手设立的比赛项目。少年比赛的优胜者同样以橄榄枝头冠作为奖励。
