โอลิมปิกฤดูร้อน 1964 หรือชื่ออย่างเป็นทางการว่า การแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนครั้งที่ 18 เป็นงานแข่งขันกีฬาหลายประเภทระหว่างประเทศจัดขึ้นในกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น ระหว่างวันที่ 10 ถึง 18 ตุลาคม พ.ศ. 2507 โตเกียวได้รับเลือกให้เป็นเจ้าภาพจัดการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อน 1940 แต่เกียรตินี้ถูกส่งมอบแก่เฮลซิงกิเพราะการรุกรานจีนของญี่ปุ่น ก่อนจะถูกยกเลิกไปในที่สุดเพราะสงครามโลกครั้งที่สอง โอลิมปิกฤดูร้อนครั้งนี้เป็นโอลิมปิกครั้งแรกที่จัดในทวีปเอเชีย และเป็นครั้งแรกที่ประเทศแอฟริกาใต้ถูกห้ามเข้าร่วมแข่งขันเพราะระบบการถือผิวในกีฬา อย่างไรก็ดี แอฟริกาใต้ได้รับอนุญาตให้เข้าแข่งขันพาราลิมปิกฤดูร้อน 1964 ซึ่งจัดในกรุงโตเกียวเช่นกัน และนับเป็นครั้งแรกที่แอฟริกาใต้เข้าแข่งขันพาราลิมปิก โตเกียวได้รับเลือกเป็นเมืองเจ้าภาพระหว่างสมัยประชุมคณะกรรมการโอลิมปิกสากลที่ 55 ในเยอรมนีตะวันตก เมื่อวันที่ 26 พฤษภาคม พ.ศ. 2502