巴西人为里约奥运会的得奖运动员设计了现代夏季奥运史上最大最重的奖牌，但设计方面略显平淡，遭人诟病。
里约奥运会奖牌直径为8.5厘米，边缘厚6毫米，中心厚11毫米，整枚奖牌重量达500克。相比于四年前的伦敦奥运会奖牌，里约奥运会奖牌直径与其相等，但整体更厚，也更重。之前伦敦奥运会金牌重量达400克，已是历届夏季奥运会中最重的。
里约奥运金牌采用无汞工艺制作，银牌和铜牌所采用的材料有30％来自于再生材料，奖牌挂带的材料中有一半是再生材料，里约奥组委以此强调环保理念。不过，虽然这次奥运奖牌分量十足，但图案设计方面却平淡无奇。
奖牌的正面设计由国际奥委会规定，自2004年雅典奥运会以来，便一直是胜利女神妮克从古雅典奥林匹克体育场飞起的画面。奖牌背面则由主办国自行设计，本届只是简单地放上了里约奥运会标志，并辅以月桂图案，并无其他令人惊喜的元素。
实际上，除了北京奥运会采用的“金镶玉”的奖牌设计令人眼前一亮外，历届奥运会的奖牌设计都较为传统保守，里约奥运会的奖牌设计可说是不过不失。其实，里约方面反倒是对9月开赛的残奥会奖牌加入了更多元素。除了赛会标志下方标有盲文外，奖牌内部还别具匠心地嵌入了发声装置，让失明运动员可以用听觉感受奖牌，彻底体现了残奥组委会的人文关怀。
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