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儿童少年有氧运动能力和无氧运动能力的高低均取决于心血管系统与呼吸系统的形态结构、功能以及人体各器官机能的活动基础——能量代谢能力的强弱。
处于生长发育过程中的儿童少年进行体育锻炼时，由于心脏的工作负荷加大，致使心率适当增加，血液流量增大，全身血液循环得到改善；同时使心肌发达、心室壁增厚，心脏体积增大。参加业余体育学校训练1年以上的14～17岁少年运动员，心脏体积增大，具体表现为心脏的横径、宽径和纵径都较一般少年大。由于心肌发达，心脏的收缩力量增强，心脏的每搏输出量也随之增大。在运动过程中，尽管有训练的少年与一般少年的心脏每分输出量基本相同，但每搏输出量却远比一般少年大。这说明，有训练的少年主要是靠增加每搏量来加大心输出量，而一般少年则主要是靠增加心搏频率来加大心输出量的。
通过体育锻炼，儿童青少年呼吸系统的发育状况也可得以提高。这主要表现在呼吸肌发达、胸围增大、呼吸差增加、呼吸深度及肺活量增大，以及安静时呼吸频率相应地减慢等方面。少年运动员由于呼吸系统、心脏血管系统的机能水平较高，他们的最大吸氧量也比一般少年大，这使得他们在剧烈运动中的工作能力比一般少年要强，能承受较大强度的运动训练。
最大有氧活动能力是指机体在极量运动状态下吸收和利用氧的能力，反映这一能力的指标是最大吸氧量（Vo 2 max）。Vo 2 max的大小与心血管和呼吸机能、血液携带和输送氧的能力以及组织吸收利用氧的能力有关，因而其是综合反映儿童青少年发育水平和不同环境因素对儿童青少年体质影响的比较理想的动态指标。Vo 2 max的大小直接影响运动员的有氧耐力，并与运动成绩密切相关。其受遗传的影响较大，具有一定的稳定性。可从11～12岁少儿的Vo 2 max预测其未来的心肺功能和有氧耐力。
青春期发育过程中，男女青少年Vo 2 max都发生了变化。按体重计算的Vo 2 max相对值，男孩13岁前呈增长趋势，19岁前稳定在55 ml ／ kg·min左右；女孩13岁以前比较稳定，约为45 ml ／ kg·min，13～ 19岁呈下降趋势。进入成年期，男女性皆缓慢下降。青春期前男女的Vo 2 max差别不大；青春期开始后，男女青少年Vo 2 max均值都随年龄增大而上升，但男孩增长幅度更明显；到青春后期，男女孩的Vo 2 max达到一生中最高峰，此时女孩的Vo 2 max通常只有男孩平均值的65％～ 70％左右。
中小强度的运动有助于改善有氧工作能力。关明杰等对8～11岁儿童Vo 2 max经9个月游泳运动后的观察结果表明，运动组儿童本身不仅具备较高的最大有氧活动能力水平，而且9个月的游泳运动可以提高儿童心脏储备和输出功能以及耐受能力，进而对增强儿童的心肺功能具有一定的促进作用。运动对儿童青少年最大有氧活动能力的影响程度取决于运动的强度、运动频率、每次运动持续的时间、运动期限以及个体初始的活动能力水平等因素。
无氧活动能力是指在较短的时间内进行高强度运动的能力。儿童的无氧活动能力显著低于青春期少年和成年人。然而随着机体逐步发育成熟，儿童青少年的无氧活动能力亦会提高，而且主动进行无氧运动，也可通过提高机体雄性激素水平、ATP与CP和糖元的含量以及最大血乳酸水平等增强机体的无氧活动能力。