2004年7月，广州获得第16届亚运会主办权。2005年7月23日，第16届亚洲运动会组织委员会(简称亚组委)成立。中央、国务院、广东省、广州市相关职能部门及协办城市作为组委会的委员单位，发挥协调、协助作用。

2007年11月，亚奥理事会正式批准广州亚组委编制的《总体工作计划》。《总体工作计划》明确本届亚运会筹办工作的总体进程，将亚运会筹办工作细分为74个筹办领域、300多个子领域、1660多项交付成果。广州亚组委与亚奥理事会、相关亚洲/国际单项体育组织协商，最终确定广州亚运会设42个竞赛大项和476个小项，含28个北京奥运会项目、14个非奥运会项目。28个北京奥运会项目是田径、游泳、体操、举重、射击、射箭、赛艇、帆船、皮划艇、自行车、跆拳道、柔道、摔跤、拳击、马术、击剑、现代五项、铁人三项、乒乓球、羽毛球、篮球、排球、足球、手球、曲棍球、垒球、网球和棒球。14个非奥运会项目是保龄球、台球、体育舞蹈、龙舟、高尔夫、卡巴迪、空手道、轮滑、橄榄球、藤球、壁球、武术、棋类项目、板球。这14个具有亚洲地区特色和深厚群众基础的非奥运项目增强了亚运会的吸引力和趣味性。板球、体育舞蹈、轮滑、龙舟、象棋和围棋首次成为亚运会正式比赛项目。广州亚运会首次在拳击、卡巴迪、水球、板球、轮滑、龙舟、围棋和象棋等竞赛项目中设置女子小项。6个国际单项体育组织和41个亚洲单项体育组织任命64名技术代表，指导和协助广州亚运会的竞赛工作。