Dokładna populacja pingwinów cesarskich nie jest znana, bo policzenie osobników w ogromnych, zdalnych koloniach antyktycznych jest trudne. Szacunki wahały się w czasie.
W latach 80. i wczesnych 90. szacowano na ok. 400–500 tys. par gniazdujących. Nowsze badania sugerują wyższą szacunkę: ok. 600–800 tys. par, czyli mniej więcej 1,2–1,6 mln osobników.
Dane oparte na inwentaryzacjach naukowych, modelowaniu i zdjęciach satelitarnych, ale precyzyjne liczby trudne do uzyskania przez zdalność kolonii i gniazdowanie na lodzie morskim.