Synchroonzwemmen is samen met de ritmische gymnastiek de enige sportdiscipline die alleen door vrouwen wordt beoefend op de Olympische Spelen. Na de toevoeging van het vrouwen boksen op deze editie zijn het ook de enige sportdisciplines die door één geslacht wordt beoefend.
Kwalificatie
Er mochten in totaal 104 synchroonzwemsters deelnemen, met een maximum van negen per land (indien het met een team deelnam). Per onderdeel kon een NOC maximaal één startplaats invullen.
Bij de teamwedstrijd mocht het gastland Groot-Brittannië een team inschrijven. Vier continentale kampioenen kwalificeerden zich eveneens voor de teamwedstrijd, Groot-Brittannië vertegenwoordigde Europa op voorhand in deze. De laatste drie deelnemers kwalificeerden zich via een mondiaal kwalificatietoernooi dat van 18 tot en met 22 april 2012 gehouden werd in Londen.
Bij de duetten mochten 24 duo’s deelnemen. Het gastland was automatisch gekwalificeerd. De vijf continentale kampioenen kwalificeerden zich eveneens voor het olympisch toernooi. De zeven overige landen die zich voor de teamwedstrijd hadden gekwalificeerd mochten eveneens een duet inschrijven. De overige plaatsen werden ingevuld door de beste landen van het mondiaal kwalificatietoernooi die zich nog niet hadden gekwalificeerd.