Olympialaispainonnosto on yksi kaikkien aikojen pitkäikäisimmistä olympialaisissa esiintyneistä urheilulajeista, sillä se oli mukana ohjelmistossa jo Vuonna 1896 Ateenassa pidetyissä maailman ensimmäisissä nykyaikaisissa olympialaisissa, jolloin se laskettiin osaksi yleisurheilua. Sen jälkeen laji on ollut mukana kaikissa olympialaisissa lähes aina, sillä se on jäänyt pois ainoastaan kolmista olympialaisista. Vuodesta 1920 alkaen painonnosto on ollut mukana kisoissa täysin omana lajinaan keskeytyksettä ja sitä pidetäänkin ehdottomasti yhtenä kaikista perinteikkäimmistä lajeista. Vuosien varrella olympialaispainonnostossa on luonnollisesti tapahtunut kuitenkin monenlaisia muutoksia. Menneinä vuosina olympialaisissa oli kolmantena nostona mukana myös punnerrus, mutta siitä on sittemmin luovuttu. Lisäksi alkuaikoina olympialaisissa kisattiin sekä yhden että kahden käden nostoista. Nykyään painonnostossa kilpaillaan ainoastaan kahdessa eri nostomuodossa: tempauksessa ja työnnössä. Naisten painonnosto tuli olympialaisiin mukaan vuonna 2000 Sydneyn olympialaisissa.

Olympialaisissa kilpailevat painonnostajat jaetaan painonsa perusteella eri painoluokkiin. Miesten kilpailuissa kilpaillaan kaiken kaikkiaan kahdeksassa eri sarjassa, joita ovat 56-kiloisten, 62-kiloisten, 69-kiloisten, 77-kiloisten, 85-kiloisten, 94-kiloisten, 105-kiloisten ja yli 105-kiloisten sarjat. Myös naisilla on omat painoluokat: 48-kiloiset, 53-kiloiset, 58-kiloiset, 63-kiloiset, 69-kiloiset, 75-kiloiset, 90-kiloiset ja yli 90-kiloiset. Kilogrammat ovat olympialaisissa käytetty virallinen mittayksikkö.

Kilpailussa kullakin painonnostajalla on käytettävänään kaiken kaikkiaan kolme yritystä valitsemallaan painolla. Kullekin nostolle on aikaa yksi minuutti ja varoituskello kilahtaa kun jäljellä on 30 sekuntia. Nostoa seuraa yleensä kolme tuomaria, jotka arvioivat noston oikeellisuuden. Mikäli nosto katsotaan onnistuneeksi, painaa tuomari silloin valkoista nappia, jolloin se kertoo pelaajan olevan hyväksytty ja tuloksen kelpaavan rekisteröitäväksi. Mikäli nosto katsotaan jollain tavalla epäonnistuneeksi tai virheelliseksi, painaa tuomari silloin punaista nappia, jolloin syttyvä punainen valo kertoo noston olevan hylätty. Minimissään kahden tuomarin on oltava yksimielisiä noston onnistumisesta, jotta se voitaisiin katsoa hyväksytyksi. Tärkein arviointikriteeri painonnostossa on se, että painot pysyvät ylhäällä vähintään tietyn ajan ja lisäksi varmassa ja tasapainoisessa asennossa. Korkein asetetuilla painoilla saavutettu tulos merkitään kunkin painonnostajan viralliseksi tulokseksi. Voittajaksi määritellään lopulta se painonnostaja, jonka paras nostotulos sekä tempauksessa ja työnnössä on korkein. Mikäli kilpailussa joudutaan tasapeliin, päätyy voittajaksi se painonnostaja, joka on kevyempi.

Olympialaisissa painonnostossa on sääntönä se, että kutakin maata saa edustaa vain kaksi painonnostajaa kussakin sarjassa. Mikäli jossain tietyssä painoluokassa osallistujia on liian suuri määrä edellä mainitusta maarajoitteesta huolimatta, saatetaan sarja jakaa kahteen eri ryhmään, jossa toiseen ryhmään valikoituvat parhaimmilla tuloksilla kisoihin tulevat osallistujat. Kun kaikkien kilpailijoiden tulokset on rekisteröity, järjestetään ne pisteiden perusteella paremmuusjärjestykseen. Kussakin sarjassa korkeimmat pisteet kerännyt osallistuja voittaa kultamitalin, kakkonen hopeamitalin ja kolmas pronssimitalin.