東京奧運組織委員會理事室伏廣治在 2017 年的新聞發表會也表示：「地球資源是有限的，我們希望藉由這個回收再利用計畫，啟發人們對於環境問題的省思。」
2010 年，溫哥華開創了當時奧運 100 多年歷史以來，號稱「最綠的一次」。它首次在奧運獎牌製作上，加入平均約 1.5％自電路板、電腦零件中回收提煉的金屬；2016 年里約奧運延續一樣的環保概念，獎牌中約 30％ 的銀及銅來自回收再利用。而這次東京創下史上「最永續的奧運」紀錄，破天荒回收 100％ 日本人的舊手機和其他意想不到的廢棄小型電子設備，如計算機、電子體溫計等提煉出的金屬，來製作所有奧運獎牌。
別看回收數字很龐大，經過分類、拆除、電解和熱分解後，這數萬噸電子裝置最終只提煉出約 32 公斤黃金、4,100 公斤銀及 2,700 公斤銅，堪堪滿足奧運 5 千枚獎牌所需材料。
依據國際奧委會規定，獎牌正面必須含有以下設計：
- 希臘勝利女神在帕納辛奈科斯(Panathinaikos)運動場前
- 相應的運動會名稱
- 奧運五環標誌
東奧獎牌設計規格：
- 直徑：85毫米
- 厚度：最薄處7.7毫米，最厚處12.1毫米
- 重量：金牌556公克、銀牌550公克、銅牌450公克
- 材質：金牌為純銀鍍上6公克以上的黃金，銀牌為純銀，銅牌為95%的銅和5%的鋅
- 獎牌上的旋渦狀設計象徵所有運動員的能量以及背後支持他們的力量，同時也呈現出運動員為了爭取勝利而踏實進行的日常訓練。上面也保有讓視障人士用手摸就能辨識的凸點裝置，便於分辨獎牌顏色。
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不只獎牌有玄機，背帶和盒子也含有意義。獎牌收納盒是為了向日本傳統手工職人致敬，細心打磨的每個獎牌盒，與每個走上賽場奮鬥的運動員一樣，都有獨一無二的特色與不容忽視的背後故事，因此，盒身木紋都有些微差異。
至於獎牌的背帶，採用了藍色和紅色設計，藍色的圖案是在江戶時代已有的「市松模樣」，藍色格子代表優雅和成熟，而紅色圖案是傳統和服分層技術，兩者展示日本傳統與特色。背帶也是採用回收材料製作，製作過程中產生較少的二氧化碳。而且使用矽膠凸線製作，從觸感中已能分辨獎牌類型。
東京奧運的火炬由日本知名設計師吉岡德仁(Tokujin Yoshioka)操刀，以「櫻花」圖案作為設計基底，並且融合多種日本元素，希望能強化「用希望點燃道路」的火炬傳遞概念。設計師吉岡德仁跨足設計、建築、現代美術等領域，曾被美國的《新聞周刊》(Newsweek)評選為「最受到世界尊敬的百位日本人之一」，作品曾被收藏或展出於紐約現代藝術博物館、法國奧賽博物館、東京當代藝術博物館等，亦參與過三宅一生、愛馬仕、卡地亞等跨國品牌設計。
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對於東京奧運的火炬，吉岡德仁表示其設計宗旨為「祈求和平，並且治癒天災受害者的心靈」。他於2015年訪問日本福島縣，從受災地區的兒童繪畫中找到了靈感。吉岡德仁在受災兒童所繪製的櫻花圖像中，感受到了生機、希望、還有重新站起的精神，因此啟發了他對於東奧火炬的想法，決定將櫻花融入火炬意象中，讓櫻花樹在日本各地盛開，傳遞這股力量，並且點亮將來的道路。
材料採用災區住宅廢料製作 長71公分、重1.2公斤
東京奧運的火炬採用「再生鋁」材料製作，其中有3成素材來源為日本311大地震之後，災民臨時住宅建造後所剩下的廢料，象徵「點燃重建(復興)之火」的精神。而在製作方法上，使用了與日本新幹線列車製造過程相同的「鋁擠壓」技術，讓火炬的每塊素材都由同一片金屬打造，完全沒有接縫。
火炬的色彩為「櫻花金」，長71公分、重1.2公斤，奧運的火種將從5個花瓣與中央的花蕊點燃。隨著火光點起，周遭的花瓣之火聚集在火炬中央，成為一朵燃燒的櫻花，而顧慮了不同性別、年齡的火炬手，火炬在形狀與重量方面也經過調整，並且在前方設有定位標記，讓視力不佳的火炬手也能順利握持。
如果是進入到飛機等場所，聖火也會使用提燈的方式傳遞。
