По оценочным данным на середину 2009 года, численность населения составила 5,2 миллиона человек.
Этнический состав населения разнообразен. По данным на 1997 год, туркмены составляют 77 % населения, узбеки — 9,2 %, русские — 6,7 %, казахи — 2 %, татары — 0,8 %, другие — 4,3 %. По более поздним оценочным данным, туркмены составляют 81 %, узбеки — 9 %, казахи — 1,9 %, а русская диаспора насчитывает около 100 тысяч человек. Подобное уменьшение численности русских связано с высоким уровнем эмиграции .
Сельское население составляет примерно 55% общего числа жителей. В городах кроме туркмен и русских живут украинцы, армяне, азербайджанцы. Узбеки населяют главным образом районы, смежные с Узбекистаном, и занимаются поливным земледелием. Казахи живут преимущественно в северной и западной частях страны, в основном занимаясь животноводством или работая на железной дороге. В южных районах имеются небольшие группы ираноязычных народов — белуджей, курдов. Основным языком для 72% населения является туркменский, для 12% — русский, для 9% — узбекский, для 2% — иной.
Вероисповеданием большинства населения является ислам суннитского и шиитского толка, также на территории государства представлены христианская православная и католическая церкви, ряд других религиозных конфессий.