La natación sincronizada en los Juegos Olímpicos de Verano de 2004 se llevó a cabo en el Centro Acuático Olímpico , donde 104 competidores compitieron por 2 medallas de oro en las pruebas de dúo y equipo. Cada prueba estaba compuesta por una rutina técnica y libre y los puntos se sumaban para determinar los medallistas.