Luxemburg hat etwa 459.500 Einwohner. Die autochthone Bevölkerung ist ethnisch deutsch oder französisch. Der Ausländeranteil beträgt 39,6% % (11/2006). 14,1 % seiner Bewohner sind portugiesische, 4,8% französische, 4,2 % italienische, 3,5 % belgische, 2,3 % deutsche und 1,0 % britische Staatsbürger (2004). In der Hauptstadt sind 61,66 % Einwohner ausländische Staatsbürger. Die Gemeinde Fels gilt mit 63,75% Ausländern (vorwiegend Portugiesen) sogar als die Gemeinde mit dem höchsten Ausländeranteil in ganz Europa. In Luxemburg leben ca. 2'500 Jenische als Minderheitenvolk ohne eigenen Status und mit verschiedenen Staatszugehörigkeiten. Bekanntester „jenischer Ort“ Luxemburgs ist Weimerskirch, wo seit Generationen jenische Familien ihren Hauptwohnsitz haben.
In Luxemburg arbeiten knapp über 122.530(11/2006) Grenzpendler aus den umliegenden Nachbarregionen. Sie machen etwa 40 % der in Luxemburg Beschäftigten aus. 52 % der Pendler kommen aus dem benachbarten Lothringen, 27 % aus den benachbarten belgischen Provinzen und 21 % aus den angrenzenden bundesdeutschen Ländern (2005). 7.500 Nichtluxemburger arbeiten bei den in Luxemburg angesiedelten europäischen Institutionen.