本次奧運會的金、銀、銅獎牌是由英國藝術家大衛·沃特金斯設計的，獎牌的直徑為85毫米，重量高達400克，其重量要大大高于以往大部分奧運會的獎牌，在夏季奧運會中最重的，很多運動員可能因此需要在回程時支付更多的行李運費。由于受到奧運會規則所限，獎牌設計其中一面必須刻有希臘女神耐克，這被指是象征著勝利和奧林匹克精神的體現，在女神上方印著的是本屆奧運會主辦城市倫敦以及主辦年份2012，當然不能少了代表奧林匹克的五環標志。

從1896年首屆現代奧運會以來，奧運會的種種獎勵，特別是獎牌，已經歷了多次的變化。在1978年奧運會章程正式制定之前，對獎牌的制作并未作出具體規定。根據1978年制定的奧運章程規定，奧運會獎牌的直徑不得小于60毫米，厚度不得小于3毫米，金、銀牌必須用純度為92.5%的銀子制作，金牌至少要鍍金6克。奧運會獎牌的設計和制作，歷來都由主辦城市的組委會負責，國際奧委會和國家奧委會都不參與。