Os seguintes atletas luxemburgueses conquistaram marcas de qualificação, pela marca direta ou pelo ranking mundial, nos seguintes eventos de pista e campo (até o máximo de três atletas em cada evento):[2][3]
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Nota– As posições para os eventos de pista são em relação à bateria do atleta
Q = Qualificado para a próxima fase
q = Qualificado para a próxima fase como o perdedor mais rápido ou, em eventos de campo, pela posição sem atingir o alvo para qualificação
Luxemburgo inscreveu uma equipe de três ciclistas (dois homens e uma mulher) para competir nos eventos de corrida em estrada, em virtude de sua posição entre as 50 melhores nações (masculino) e entre as 22 melhores nações (feminino) no Ranking Mundial da UCI.[4]
Luxemburgo inscreveu um ginete para a competição olímpica do Adestramento, após terminar entre os dois melhores, fora das equipes, do Ranking Olímpico Individual da FEI para o Grupo B (Sudoeste da Europa), marcando a estreia da nação no esporte.[5]
Nadadores luxemburgueses conquistaram marcas de qualificação para os seguintes eventos (até o máximo de 2 nadadores em cada evento com o Tempo de Qualificação Olímpica (OQT) e potencialmente 1 com o Tempo de Seleção Olímpica (OST)):[6][7]
Luxemburgo inscreveu dois atletas para a competição olímpica do tênis de mesa. Participando de sua sexta edição olímpica, Ni Xialian garantiu uma das três vagas disponíveis no individual feminino com a medalha de bronze nos Jogos Europeus de 2019 em Minsk, Bielorrússia.[8] Enquanto isso, Sarah de Nutte foi automaticamente selecionada para se juntar a Ni Xialian após ficar entre as melhores 10 mesatenistas ainda buscando qualificação no Ranking Olímpico da ITTF de 1 de junho de 2021.[9]
Luxemburgo qualificou um triatleta pelo ranking mundial individual, marcando o retorno da nação às Olimpíadas no esporte pela primeira vez desde Pequim 2008.