Um Leistung im Sport zu erzielen, muss der Lebenswichtige Sauerstoff (O2) nachgeliefert werden und das Kohlendioxid (CO2) abgegeben werden. Geregelt werden die Prozesse über das Atemzentrum wo es im Sport auch sehr wichtig ist die richtige Atemtechnik zu verwenden.
Eine Ausdauertrainierte Muskelzelle kann dem vorbeiströmenden Blut viel mehr Sauerstoff entnehmen als eine untrainierte Muskelzelle. Deshalb kann die bei Spitzensportler maximalle Sauerstoffaufnahme zwischen 75 und 80 ml pro Kilogramm Körpergewicht liegen. Werte ab 55 ml pro Kilogramm Körpergewicht werden normal nur bei Sportler gemessen.
Entscheiden für die maximale Sauerstoffaufnahme ist die Beatmung der Lunge, der Gasaustausch zwischen den Lungenkapillarblut, die Sauerstofftransportkapazität der Herz-Kreislauf-Systems, der gemeinsame Sauerstoffverbrauch aller ruhenden und arbeitenden Organsysteme, insbesondere die biochemische Ausstattung der arbeitenden Muskelzellen, das Blutvolumen und die Gesamtzahl aller Hämoglobinmoleküle.
Bei einer harten bzw. intensiven Belastung dürfte sicher der wichtigste leistungsbegrenzende Faktor die Höhe des Herzminutenvolumens und der Sauerstoffausschöpfung durch die arbeitende Muskelzelle sein. Auch die Verbesserung der maximalen Sauerstoffaufnahme durch Ausdauertraining ist genauso von der Steigerung des Herzminutenvolumens und von der verbesserten Sauerstoffausschöpfung durch die trainierte Muskelzelle abhängig wie vom optimalen Funktionszustand des Atmungssystems. Im übrigen bewirkt Ausdauertraining über eine verbesserte Atemtechnik eine tiefere Atmung, einen Anstieg des maximal möglichen Atemminutenvolumens und insgesamt eine Ökonomisierung der Atmung.