Den spanske hovedstaden har 3,1 millioner innbyggere, og ligger 667 meter over havet.
Barcelona hadde OL i 1992, men ellers har det aldri vært arrangert i Spania.
Det spørs om det lykkes denne gangen. London har OL 2012 - forøvrig i konkurranse med blant andre Madrid - og Sotsji skal ha vinter-OL i 2014. Vil IOC legge et OL til Europa for tredje gang på rad?
Byens beste argument er at 85 prosent av anleggene er allerede bygget, og trenger bare mindre oppjusteringer.
Det er også et faktum at Madrid kom ut med toppscore i mange av kategoriene i vurderingen foran avstemningen om OL 2012, og at de fikk flest stemmer i den tredje avstemningsrunden den gangen. Men de tapte likevel for London i den endelige avstemningsrunden.
Byens kandidatur er støttet av kong Juan Carlos, som personlig vil være til stede på IOC-kongressen i København.
Hvis Madrid får lekene, blir de arrangert fra 5. til 21. august. Paralympics skal gå av stabelen fra 9. til 20. september.
Fakta om Madrids søknad
Slagord: Medmenneskelige leker
Dato for OL: 5. til 21. august 2016.
Innbyggertall: 3 millioner (6 millioner med omland)
Budsjett: 6,11 milliarder dollar (36,7 milliarder kroner)
Arenaer: Svært kompakt med 28 arenaer og fem fotballbaner. 10 av arenaene ligger innenfor en radius av ti kilometer fra Olympic village og 13 innenfor 20 kilometer. 23 av arenaene eksisterer allerede. Det planlegges 8 nye anlegg i tillegg til to midlertidige arenaer. Seiling skal gå i Valencia (361 km fra
Madrid).
Olympic village: 18 bygninger med 17.800 senger (skal bli leiligheter for folk flest etter OL)
Overnatting: 40.000 hotellsenger (52.000 totalt)
Støtte: 85 prosent tilhengere i Madrid, 86 prosent i hele Spania.
Fordeler: Avstanden mellom arenaene er korte, bruker mange eksisterende anlegg, moderne transportsystem og sterk støtte fra kongefamilie og regjering.
Ulemper: Må få på plass antidopinglover, tapte for London i 2012 da lekene går i Europa.