31 Aralık 2016 tarihi itibariyle Türkiye nüfusu 79 milyon 814 bin 871 kişi olurken Adıyaman nüfusu 610 bin 484 kişi oldu. Adıyaman tüm Türkiye'nin yüzde 0,8'i kadar bir nüfusa sahip oldu ve nüfus bakımından tüm iller içinde 33. sırada yer aldı.
Adıyaman nüfusu 2016 yılında, bir önceki yıla göre 7 bin 710 kişi arttı. Adıyaman'ın belde ve köy nüfusu toplamı 205 bin 782 kişi oldu. İl ve ilçe merkezleri nüfusu ise 404 bin 702 kişi oldu. Belde ve köy nüfusu toplam nüfusun yüzde 33,7'sini, il ve ilçe merkezi nüfusu ise toplam nüfusun yüzde 66,3'ünü oluşturdu. Erkek nüfusun oranı yüzde 50,4 (307 bin 662 kişi), kadın nüfusun oranı ise yüzde 49,6 (302 bin 822 kişi) olarak gerçekleşti.
Adıyaman'ın yıllık nüfus artış hızı 2016 yılında yüzde 12,7 oldu. Adıyaman, yıllık nüfus artış hızı bakımından tüm iller içinde 43. sırada yer aldı. Bu değer 2015 yılında binde 8,2 olarak gerçekleşmişti.
Nüfus yoğunluğu olarak ifade edilen "bir kilometrekareye düşen kişi sayısı" Adıyaman'da 2016 yılında 87 kişi oldu. Adıyaman ili nüfus yoğunluğu bakımından tüm iller içinde 28. sırada yer aldı.
Adıyaman il merkezi nüfusu 245 bin 446 kişi olarak gerçekleşti. Köyler ve beldeleri dahil merkez ilçe toplamı 296 bin 316 kişi oldu. İkinci büyük ilçe olan Kahta'nın toplam nüfusu ise 120 bin 378 kişi olarak gerçekleşti. 75 bin 255 kişilik nüfusu ile Besni üçüncü sırada yer aldı.
