Ülke sınırları içerisinde ikamet eden Türkiye Cumhuriyeti vatandaşları ile yabancı uyruklu kişilerin ikamet adres bilgileri, Türkiye Cumhuriyeti vatandaşları için T.C. kimlik numarası kullanılarak MERNİS veri tabanındaki nüfus kütükleri ile eşleştirilerek 2007 yılında Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi (ADNKS) kurulmuştur. Bu sistemden, yerleşim yerlerine göre nüfusun büyüklüğü ve nüfusun nitelikleri yıllık olarak üretilerek TÜİK tarafından kullanıcıya sunulmaktadır.
Afyonkarahisar ili nüfusu 31 Aralık 2019 tarihi itibariyle bir önceki yıla göre artarak 729 483 kişi oldu. Afyonkarahisar ili bu nüfus büyüklüğü ile Türkiye nüfusunun % 0,9’unu oluştururken, en fazla nüfusa sahip 31.il konumundadır. Afyonkarahisar ilinde yıllık nüfus artış hızı 2017-2018 döneminde binde 13,7 iken 2018-2019 döneminde ise binde 5,4 olarak gerçekleşmiştir.
Afyonkarahisar ili ilçelerine bakıldığında 2019 yılında nüfusu en yüksek olan ilçe 306 908 kişi ile Merkez ilçe olurken, bunu sırasıyla Sandıklı (55 331 kişi), Dinar (47 400 kişi), Bolvadin (45 384 kişi), Sinanpaşa (39 734 kişi), Emirdağ (37 361 kişi), Şuhut (36 788 kişi), Çay (31 179 kişi), İhsaniye (27 929 kişi), İsçehisar (24 683 kişi), Sultandağı (14 566 kişi), Çobanlar (14 363 kişi), Dazkırı (11 204 kişi), Başmakçı (9 788 kişi), Hocalar (9 496 kişi), Bayat (7 673 kişi), Evciler (7 367 kişi) ve Kızılören (2 329 kişi) ilçeleri takip etmektedir.
2019 ADNKS sonuçlarına göre Afyonkarahisar ilinde erkek nüfusun oranı % 49,7 (362 447 kişi), kadın nüfusun oranı ise % 50,3 (367 036 kişi) olarak gerçekleşmiştir.
Afyonkarahisar ilindeki erkek nüfus oranı en yüksek olan ilçe %50,7 ile Bolvadin iken kadın nüfus oranı en yüksek olan ilçe %52,7 ile Kızılören'dir.
Afyonkarahisar Merkez ilçesi 306 908 kişi nüfusu ile 22 ilin (Nevşehir, Kars, Kırıkkale, Hakkari, Bingöl, Yalova, Burdur, Karaman, Karabük, Kırşehir, Erzincan, Bilecik, Sinop, Iğdır, Bartın, Çankırı, Artvin, Gümüşhane, Kilis, Ardahan, Bayburt ve Tunceli) nüfusundan daha fazla nüfusa sahiptir.