Den eksakte populasjonsstørrelsen for keiserpingviner er ikke nøyaktig kjent fordi telling av individer over store, fjern antarktiske kolonier er utfordrende. Estimater har variert over tid.
I 1980-årene og tidlig 1990-årene var estimater på rundt 400 000 til 500 000 hekkende par. Nyere forskning antyder en høyere estimat på ca. 600 000 til 800 000 hekkende par, eller grovt 1,2 millioner til 1,6 millioner enkelte keiserpingviner.
Disse tallene er basert på vitenskapelige undersøkelser, modellering, og satellittbilder, men presise tall forblir vanskelige å få tak i grunnet den fjernliggende fordelingen av kolonier og deres hekking på havis.