La demografía del Imperio romano comprende tanto las estimaciones de población total en cada territorio, así como su estructura social, su lengua y diversos aspectos culturales de dicha población. Debido a la ausencia de estadísticas fiables, muchas de las cifras, son estimaciones probables, y no existe un acuerdo unánime entre los estudiosos sobre las mismas.

Demográficamente, el Imperio fue un típico estado premoderno. Una alta tasa de mortalidad infantil, baja edad de contraer matrimonio y alta natalidad dentro del matrimonio. Tal vez la mitad de los individuos morían con menos de 5 años. De los que alcanzaban los 10, la mitad moría a la edad de 50. Las mujeres tenían un promedio de 6 a 9 hijos.^{[cita requerida]}

En su apogeo, antes de la peste antonina la población pudo alcanzar los 50 o 60 millones,^[1]​En el año 25 antes de cristo la población fue estimada en unas 56 800 000 personas,^[2]​ con una densidad de 16 personas por kilómetro cuadrado. Cerca de la mitad de sus habitantes vivían en sus territorios europeos, pero las provincias más densamente pobladas eran Asia, Siria, Chipre y Cirenaica. En contraste con las sociedades europeas de los períodos clásico y medieval, Roma tenía tasas de urbanización inusualmente altas. Durante el siglo II, la ciudad de Roma tenía más de un millón de habitantes. Ninguna ciudad occidental tendría tantas como antes hasta el siglo XIX. Alejandría, Antioquía y Cartago tenían trescientos mil cada una y Pérgamo doscientos mil.^[3]​ Otras grandes urbes eran Éfeso, Atenas, Corinto y varias más.^[4]​

La población del Imperio romano aumentó debido a su propia expansión que llegó a su máxima extensión (cinco millones de km²) con Trajano en 117.^[5]​^[6]​ Desde la monumental y aún vigente aportación de Beloch en el siglo XIX,^[7]​^[8]​ se han realizado diversas estimaciones de la población del Imperio romano, que van desde los 46^[9]​ a los 120 millones.^[10]​^{[n 1]}​^[11]​^[12]​

Estimaciones publicadas en 1886 del historiador alemán Karl Julius Beloch (1854-1929) sobre la población romana y la extensión del Imperio al morir Augusto (en 14 d. C.):^[8]​^[13]​

Población y densidad demográfica del Imperio estimada por el economista e historiador Angus Maddison (2007) al morir Augusto (basado en extensión de Beloch):^[13]​

Análisis del historiador demográfico John D. Durand del imperio durante la época de Augusto dividida por continente:^[14]​

Téngase en cuenta que apenas unos seis millones serían ciudadanos romanos con derechos plenos.^[15]​ Los esclavos bien pudieron ser del 10 a 20% de la población, especialmente en Italia. El historiador Lo Cascio dice que en 28 a. C. pudo haber hasta 13 millones de ciudadanos, incluyendo dos a tres millones en las provincias y el resto en Italia, aunque el cálculo es un poco exagerado porque sólo se estaría contando a los varones libres adultos. Otros análisis han rebajado a un millón novecientos mil ciudadanos en la península itálica cuando muere Augusto.^[16]​

Cálculos de Bruce W. Frier (2000) para la población entre el ascenso de Tiberio y los últimos años de Antonino Pio:^[17]​^[18]​

Población del imperio en 165:^[19]​

Estimaciones de Colin McEvedy y Richard M. Jones en su Atlas of World Population History (1978). Es un estudio de las variaciones de población entre el siglo IV a. C. y el siglo VII.^[17]​

Las siguientes regiones tenían las siguientes poblaciones al momento de ser conquistadas según McEvedy y Jones: Britania con 600 000, Dacia 800 000, Tracia 260 000 y Osroene y Arabia 1 000 000.^[13]​

Las tribus germánicas vieron crecer sus números de uno a dos millones al comienzo de la «Edad de Hierro romana» (siglo I) a más de tres antes del período de las grandes migraciones, quizás hasta cuatro en torno cuando comenzó al quinta centuria.^[20]​

Su mayor rival, el Imperio sasánida tenía una población en el clímax de su poder, a comienzos del siglo VII, de 25 millones, un quinto de ellos en Mesopotamia.^[21]​ Hacia 550 tenía una extensión de tres millones y medio de kilómetros cuadrados.^[5]​^[6]​

Mucho antes, el Imperio aqueménida, el primer y mayor Estado persa, tuvo, en su época de gloria, el control sobre cinco millones y medio de kilómetros cuadrados hacia 500 a. C..^[5]​^[6]​ Le poblaban unos treinta a treinta y cinco millones de seres humanos.^[22]​

El Egipto ptomelaico pudo crecer de cinco a seis millones en el reinado de Ptolomeo I Sóter hasta siete cuando lo conquistaron los romanos. A mediados del siglo I bien pudo llegar a ocho.^[23]​

La tribus de la península arábiga sumaban otro par de millones de almas poco antes del nacimiento del Islam.^[21]​

Se tiene constancia de más de 70 lenguas diferentes habladas en los territorios que alguna vez formaron parte del Imperio romano. El proceso de romanización que tuvo lugar en los territorios controlados de manera prolongada por el Imperio Romano comportó en muchos de ellos un proceso de sustitución lingüística que llevó a la desaparición de las lenguas autóctonas. Sin embargo, este proceso no fue siempre de corta duración y típicamente se prolongó durante diversas generaciones e incluso siglos, en los que el bilingüismo con el latín o incluso el multilingüismo fue frencuente. La mayor parte de lenguas en la parte europea del Imperio romano eran lenguas indoeuropeas de los grupos anatolio, celta, germánico, greco-armenio e itálico, además de algunas otras lengua indoeuropeas más difíciles de clasificar (a veces llamadas lenguas paleobalcánicas). Aunque también están testimoniadas lenguas no indoeuropeas autóctonas como el aquitano y las lenguas tirsénicas, cuyo principal representante es el etrusco. En el norte de África y Oriente Próximo, también tienen presencia muchas ramas de las lenguas afroasiáticas (egipcio, bereber y semítico). La siguiente es una lista de lenguas habladas en el interior del imperio romano: