物质代谢和能量代谢是机体内各组织器官技能活动的基础，而运动能力是身体各种机能活动的集中表现。根据能量方式的不同，运动能力可以划分为有氧运动和无氧运动。而有氧供能的能力是基础，对于它已经有大量学者做过研究，其中最大摄氧量是评价有氧能力最常用和最有效的方法。

最大摄氧量（maximal oxygen consumption,　VO2 max）是指在人体进行最大强度的运动，各器官、系统机能达到最高，机体所能摄入的氧气含量。作为耐力运动员的重要选材依据之一，是反映人体有氧运动能力的重要指标，高水平最大摄氧量是高水平有氧运动能力的基础。

又称做实验室测试（laboratory measurement）。让受试者带上专门的仪器在跑台上跑步，通过调动跑台的跑速级别使得受试者运动至力竭，然后用专门仪器收集到的受试者呼出的气体纳入气体分析仪进行分析。分析出的结果便能确定出其最大摄氧量了。

其依据是人体的耗氧量与本身完成的功率和运动时的心率密切相关，因而通过运动时的心率和运动完成的功推测受试者的最大摄氧量。

同样通过跑台和心电监测仪，当心率出现180次/分时，便可断定机体已经力竭了。

推测公式为：VO2 max=6.70-2.28 x 性别+0.056 x 时间（s）(健康成人，其中性别：男=1，女=2)

Firstbeat最大摄氧量算法是由芬兰 Joni 博士及其团队在2012年开发申报的专利算法。其算法已经在智能可穿戴产品中得到了广泛的商业使用。

该方法依赖于分析对氧气消耗和跑速之间的线性关系，这意味着当跑速增加时，氧气消耗也随之增加。计算需要用户基本的人体测量数据（年龄，性别，身高，体重等），心跳数据和跑速。在使用GPS捕获外部工作负载数据的运行活动期间，Firstbeat算法提供的VO2 max估算值是比较准确的。其算法已被证实接近实验室测试结果，误差不大于5%。因为Firstbeat算法方法的本质，所以算法的准确性与计算中使用的最大心率和跑速的准确性密切相关。

受试者竭尽全力的跑12分钟，记录完成的距离

VO2 max=35.97 x 距离（英里）-11.29

Hemrnasen(1973)的研究结果表明，少年(12-13)男、女之间的VO2 max数值相差约7%，到20-29岁时，男女之间相差约39%。男子一般在18-20岁时VO2 max达峰值，并能保持到30岁左右；女子在14-16岁时即达峰值，一般可保持到25岁左右。以后，VO2 max将随年龄的增加而递减，男子以每年2%，女子以每年2.5%下降。男女之间的VO2 max有显著性差异。男子的数值较大，尤其是VO2 max绝对值的差别较相对值更为明显，女生的绝对值较男生低10%，男女的VO2 max相对值平均相差约10.4ml/kg/min。

受遗传因素的影响较大。1971年克里索拉斯研究25对7-13岁的双胞胎（巧对单卵双生，10对双卵双生）时，发现VO2 max的遗传度为93.4%。Hgabegr等许多学者的研究也指出，VO2 max与遗传的关系十分密切，遗传度可达80%-90%左右，可训练性即训练使VO2 max提高的可能性较小，一般为20%一25%。儿童的年龄为11一12岁时，VO2Max的值与成年人的相关系数最大。

身体素质的差异和训练水平的高低对VO2 max的影响很大.长期系统进行耐力训练可以提高VO2 max水平，戴维斯(Dvais)对系统训练的人进行了研究，受试者的VO2 max可提高25%，表明经训练VO2 max是可以得到一定程度提高的。越野滑雪和长跑等耐力性项目的运动员VO2 max最大，明显高于在非耐力性项目运动员和无训练者。

运动训练可引起骨骼肌、心肌细胞中线粒体数量适应性增加、使有氧代谢能力增强;可导致毛细血管/肌纤维比率增大、有利于肌细胞对氧的摄取、使最大摄氧量增加。在训练引起VO2 max增加过程中，训练初期VO2 max的增加主要依赖于心输出量的增大;训练后期VO2 max的增加则主要依赖于肌组织利用氧的能力的增大。由此可见，训练能够提高VO2 max水平，但更重要的是提高本人VO2 max的利用率，后者的可塑性高于前者。运动实践也证明：VO2 max的大小与耐力项目的运动成绩密切相关。

在高温环境中进行运动员负荷时，HR显著增高。为了散热的需要，一部分血液流向皮肤，运动肌肉群的血流相对减少，血乳酸浓度增高，结果AT和VO2 max均下降。因此，高温环境是运动负荷的限制因素。人体在高原低氧环境中适度的红细胞增多，可维持较高的血氧水平及最大有氧能力。但是，红细胞的过度增加，将导致血液粘滞性明显增高，影响氧的运输过程。当红细胞＞50%时会导致VO2 max下降和运动能力降低。对低氧环境习服的人或动物，肌组织中毛细血管的密度增加，肌红蛋白含量提高，线粒体的数量增加，线粒体内氧化酶的活性提高，使组织细胞氧利用率增高，VO2 max增加了。

测试误差造成VO2 max测试误差的原因是采用的判断标准过宽或过严。

体脂率即体内脂肪占体重的百分比，是反映身体成分的重要指标。体脂率为12%-15%对身体健康较为有利。脂肪组织过多使得体内脂肪大量堆积，体重增加，单位面积的耗氧量相对值降低，影响VO2 max的水平。有氧锻炼能促进心肺功能水平和机体代谢水平提高，还能使体内脂肪组织降低，脂肪组织的适当降低，又能增加VO2 max，有利于提高心肺功能的水平。