隨著我國全民健身計劃的逐步實施,大眾閒暇時間的增多和健康意識的增強，跑步的簡便易行和容易開展，在人民大眾中受到歡迎，它無需準備多樣的器械裝備,在場地和時間方面也不受其任何影響或限制,對不同人群和年齡階段的人都較適合，是一項男女老少都較適宜的運動，並對強身健體、延緩衰老、預防疾病也有一定的效果。但跑步是一項重複與週期性高的體育運動，需要長期堅持。所以對跑步者來說，瞭解跑步運動生理學顯得很有必要。下面從幾個主要的系統闡述跑步涉及到的運動生理學。
一、心血管系統
最大心率：每個人的心率增加都有一定的限度，這個限度叫做最大心率。常用的公式為: 220-年齡（個體最大強度運動） 測定意義：1、瞭解循環系統機能。 2、掌握運動強度和生理負荷。
運動訓練對心血管系統的影響：
1、竇性心動徐緩運動訓練，特別是耐力訓練可使安靜時心率減慢。一些優秀的耐力運動員安靜時心率可低至40-60次/分，這種現象稱為竇性心動徐緩。這是由於控制心臟活動的迷走神經作用加強，而交感神經的作用減弱的結果。竇性心動徐緩是可逆的，即便安靜心率已降到40次/分的優秀運動員，停止訓練多年後，有些人的心率也可恢復接近到正常值。一般認為，運動員的竇性心動徐緩是經過長期訓練後心功能改善的良好反應。
2、運動性心臟增大，心臟外形豐實，收縮力強，心力貯備高，重量一般不超過500克。
基礎心率：清晨起床前靜臥時的心率為基礎心率。身體健康、機能狀況良好時，基礎心率穩定並隨訓練水平及健康狀況的提高而趨平穩下降。比較運動前後心率的變化及運動後心率恢復過程，可以對心臟功能及身體機能狀況作出恰當的判斷。心率的測定還可以檢查運動員的神經系統的調節機能，對判斷運動員的訓練水平有一定的意義。
安靜心率：是空腹不運動狀態下的心率。在耐力訓練中，使用心率控制運動強度最為普遍，常用的公式為: (最大心率-運動前安靜心率)/2+運動前心率。所測定的心率可為訓練及健身鍛鍊提供生理學依據。耐力負荷的適宜強度也可以用安靜心率修正最大心率百分比的方法來確定，運動時心率=安靜心率+60%（最大心率-安靜心率），成年人健身跑可用170減去年齡所得的心率數值來控制運動強度。
二、呼吸系統
最大氧虧積累：在劇烈運動時，需氧量大大超過攝氧量，肌肉能通過無氧代謝產生能量造成體內氧的虧欠，稱為氧虧。最大氧虧積累是指人體從事極限強度運動時（一般持續運動2-3分鐘，）完成該項運動的理論需氧量與實際耗氧量之差。最大氧虧積累是目前檢測無氧工作能力的最有效方法提高無氧工作能力訓練。
最大攝氧量(VO2max)：是指運動每分鐘能夠吸入並被身體利用的氧的最大數量，是人體氧運輸系統及氧利用系統被動用達到最高水平時的耗氧量。它標誌著人體有氧耐力的最大潛能。
無氧閾(AT)：是指人體在遞增工作強度運動中，由有氧代謝供能開始大量動用無氧代謝的供能的臨界點（轉折點）。血乳酸濃度突然增加。由於無氧閾和賽跑成績有著顯著的相關關係，所以無氧閾已成為指導馬拉松訓練的一個普遍指標。常以血乳酸含量達到4mmol/L時所對應的強度（%VO2max或功率來表示。無訓練健康男子的AT約為55—65% VO2max。優秀耐力運動員AT可達80% VO2max。
運動時的合理呼吸: 1、減小呼吸道阻力：口鼻並用，以口代鼻； 2、提高肺泡通氣效率：深而慢的呼吸形式； 3、與技術動作相適應：呼吸形式、時相、節奏的配合；
三、物質與能量代謝
三個能源系統的特徵：根據運動強度、形式由磷酸源系統、酵解能系統、氧化能系統三個能源系統分別或配合供能。
磷酸原系統即ATP-CP系統：特點：不需氧，直接分解，供能速率快但產生能量較少，CP來源有限，維持運動6-8秒。
ATP→ADP+Pi+E；ADP+CP→ATP+C
酵解能系統：底物：肌糖原、葡萄糖。特點：不需氧，供能速度較快，生成ATP較少，有乳酸產生，運動30秒供能速率最大達5.2毫摩爾/公斤/秒，維持2-3分鐘運動。
糖元+ADP+Pi→ATP+乳酸。
氧化能系統：底物：三大能源物質，特點：有氧條件下分解供能，供能速度較慢，產生能量多，最大速率=2.6毫摩爾/公斤/秒，貯量豐富，維持1小時以上運動的能量供應。
糖、脂肪、蛋白質+O2+ADP+Pi →CO2+H2O+ATP
有氧運動時，乳酸產生很少，強度中等偏低；
混氧運動時，乳酸會產生，但濃度不高，乳酸產生和清除保持動態平衡，強度中等偏高；
無氧運動時，乳酸大量產生，乳酸在體內不斷堆積，乳酸產生速度大於清除速度，強度很大；
乳酸閾就是指從用氧運動到無氧運動的臨界點，在這個臨界強度以下就是有氧運動，而在這個臨界強度以上就是無氧運動，血乳酸大約4-6 mmol/L時所對應的強度。
存在兩個乳酸閾拐點，分別是第一拐點和第二拐點。
第一拐點位於2 mmol/L左右，此時表明身體從有氧運動進入混氧運動；
第二拐點位於4-6 mmol/L，此時則表明身體從混氧運動進入真正意義的無氧運動。
有氧閾代表第一血乳酸拐點，無氧閾則代表第二血乳酸拐點。
有氧閾值以內的運動屬於純粹的中低強度有氧運動，而有氧閾值以上的運動屬於中高強度的混氧運動。
用心率確定有氧閾和無氧閾訓練：美國運動醫學會定義50-60%最大攝氧量為有氧閾，而超過85%最大攝氧量為無氧閾，介於60%-85%最大攝氧量強度則是混氧強度。
運用最大心率儲備百分比我們就可以控制好有氧閾和無氧閾訓練。儲備心率計算除了要運用最大心率，還需運用安靜心率，比如：
50%儲備心率＝（最大心率－安靜心率）×50%＋安靜心率。
舉例來說，一個人安靜心率60，年齡為40歲。
那麼其50%最大攝氧量所對應的心率＝（180－60）×50%＋60＝120次/分。
附：有氧、混氧、無氧訓練心率區間
該表格使用規則：最大心率以220減去年齡計算，但最大心率存在個體差異，建議通過極限強度測試本人實際最大心率。
同樣安靜心率不同，有氧、混氧、無氧訓練的心率區間也不同，跑者可以自行計算。
混氧跑心率的下限更加接近有氧跑，混氧跑心率的上限更加接近第二乳酸拐點跑，而間歇跑、衝刺跑肯定就是無氧閾以上的訓練。
四、腎臟機能
運動性蛋白尿：正常人在運動後出現的一過性蛋白尿稱為運動性蛋白尿。
運動性血尿：正常人在運動後出現的一過性顯微鏡下或肉眼可見的血尿稱為運動性血尿。
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