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2020年夏季奥林匹克运动会网球混合双打比赛，是因2019冠状病毒病疫情而延期至2021年举行的第32届夏季奥林匹克运动会的其中一个比赛小项，于2021年7月28日至8月1日在日本东京有明網球森林公園进行。共有来自14个代表团的32名选手参加该小项。
美国选手比丹妮·瑪迪克-辛特斯和傑克·索克是上届比赛金牌得主，其中索克此次未参赛，瑪迪克-辛特斯则在此次比赛与拉傑夫·拉姆搭档，结果两人在第一轮以1比2不敌德国组合蘿拉·西格蒙德和凯文·克拉维茨。
俄罗斯奥委会队包揽该小项前两名，这是历史上首次有俄罗斯籍选手获得该小项奥运冠军。安娜斯塔西亚·帕夫柳琴科娃和安德烈·鲁布列夫在决赛中以2比1险胜艾莲娜·维斯妮娜和阿斯兰·卡拉采夫，其中维斯妮娜获得个人第二枚奥运奖牌。铜牌由澳大利亚组合阿什莉·巴蒂和約翰·皮爾斯获得，两人原定在铜牌赛上对阵塞尔维亚组合尼娜·斯托扬诺维奇和诺瓦克·德约科维奇，后来德约科维奇因肩伤决定放弃参加铜牌赛，巴蒂和皮爾斯因此不战而胜，直接获得奖牌，这是澳大利亚队17年来首次获得奥运网球奖牌。