運動心肺實驗可通過測量氣道內氣體交換，同步評估心血管系統和呼吸系統的同一運動應激的反應情況。運動心肺試驗主要包括兩個部分：心電圖負荷試驗和氣體代謝分析，前者早已廣泛應用于臨床，用于診斷心肌是否有潛在的缺血，但對心臟的功能狀況不能進行評價。氣體代謝分析是對肺、心臟、血紅蛋白失攜氧、肌肉等系統進行功能評價。在運動中對O2和CO2進行實時連續的（breath-by-breath）測定分析以判斷心肺等系統的貯備功能。此外運動心肺試驗時，同時還監測經皮血氧飽和度、血氣，以便綜合評價機體的生理狀況。