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当前对运动心肺功能的研究主要是通过有创性和无创性的实验进行的。目前对于无创性的研究也主要是通过运动心肺功能的测试来进行的。主要通过观察机体在一定运动负荷下的生理反应，评估个体的有氧运动能力、运动时的血流变化情况、心电的生理反应及无限制运动的征兆或症状，并通过测试所收集的气体并通过收集心率表及电极传导提供的数据，继而进行相关指标的分析。心肺运动试验可动态观察运动过程中机体的心脏血管和肺功能，并反映人体的心肺储备功能，它不仅对于慢性心肺疾病患者的诊断康复治疗及预后非常重要，而且也是其他许多残疾患者康复评估的重要内容，如高位截瘫、严重的脊柱侧弯及胸椎后凸畸形、运动神经元病、肌病等程度不等地影响心肺功能，都是现今的研究热点。
人体器官通常有较大的储备功能，在静息状态下，潜在储备能力的低下不易表现出来，而仅在功能明显降低时才会出现临床症状。运动可增加气体运输、气体交换和骨骼肌的代谢能力等，故心肺运动试验可以通过运动过程反映出的模式特征和连续监测的众多指标中选出最能反映运动员身体机能素质的指标。
常用的动态评价试验概述如下：
机体在安静状态下，心率、呼吸频率较慢，肺泡面积仅开放约1/20，因此，仅做安静时的功能检查，就不能全面深入地了解机体的健康状况和运动潜力。在测试对象被给予一定运动负荷的情况下，机体需要动员体内各器官、系统的潜力以维持内环境的稳态，适应运动负荷的需要。此时的潮气量、通气量、摄氧量等指标会增加几倍到几十倍，就能够反映出身体各器官的功能储备及工作潜力。常用的动态试验方法有以下几种。
联合机能试验的负荷由三部分组成：（1）30秒内做20次全蹲起；（2）原地15秒快跑，要求以百米速度进行；（3）原地匀速跑3分钟（男）或2分钟（女），速度为每分钟180步，高抬腿进行。上述每种负荷后检查脉搏和血压，20次蹲起后一般连续监测脉搏血压3分钟，15秒钟快跑后连续监测4分钟、3分、2分慢跑后的脉搏血压，连续监测5分钟。
联合机能试验后根据机体收缩压，舒张压和脉搏的反应和恢复的情况不同可分为：正常反应、紧张性增高反应、梯型反应、紧张性不全反应和无力性反应。以此来评价心血管的功能状况。
试验要求受试者在50.8cm高（女子为42cm）的台阶上每分钟上下30次，连续运动5分钟后，测定第2、3、5分钟的前30秒脉搏数，然后按以下公式求得指数：
评定标准：小于55为差，55~64为中下，65~79为中上，80~90为良，大于90为优。
由于50.8cm或42cm的高度不适于儿童少年和老年人，因此提出了改良的台阶试验，如采用30、35、40或45cm的台阶，并且为了节省时间，利用了哈佛指数表，只需在运动负荷后1分钟测一次30秒的脉搏数进行评价。
一般在自行车测功器上进行，通过骑速、阻力和时间可计算出功率，用以评价心血管机能水平。常用的有以下几种方案：
1.Astrand法：男子从600kg·m·min -1 开始骑车，女子从300kg·m·min -1 开始，每隔6分钟增加150kg·m·min -1 ，达到预定的靶心率为止。
2.PWC170：它表示心率达到170次/分时身体所做的功。采用二次负荷，每次负荷3~5分钟。（以负荷中心率相对稳定为准），二次负荷之间休息5分钟。第一次负荷后的心率宜在120次/分左右，第二次负荷功率可根据第一次负荷后心率来确定，以心率达到170次/分的负荷为宜。
3.Fox法：在自行车测功器上以150W功率骑5分钟所获得的亚极量心率来推算VO 2 max，评价心肺功能。其回归公式为：
VO 2 max（L/min）=6300-19.26亚极量心率（次/分）
4.陈文育法：在自行车测功计上进行负荷功率为50W的准备运动3分钟，然后以100W和150W的功率踏车各3分钟，测定150W负荷时第3分钟的心率，代入回归公式以推算最大摄氧量（VO 2 max），评价心肺功能。
在活动平板上进行定量运动试验，以速度、坡度和时间控制负荷，根据不同时段的心率等指标来间接推算最大摄氧量（VO 2 max），评价心肺功能。运动方案主要有Bruce法和改良的Bruce法等。
Bruce法：又称多级跑台试验，在北美地区应用广泛。它分为6级负荷，每级持续3分钟。
第一级：速度为1~7mph，坡度为10％；
第二级：速度为2.2mph，坡度为12％；
第三级：速度为3.4mph，坡度为14％；
第四级：速度为4.2mph，坡度为16％；
第五级：速度为5.0mph，坡度为18％；
第六级：速度为5.5mph，坡度为20％。
（mph为英里/每小时，1英里=1.609km）
上述运动试验主要侧重于评价心功能状况以及通过推算最大摄氧量（VO 2 max）间接评价心肺整体功能，而没有直接测试气体代谢变化。而近年来，随着电子计算机和电子传感器技术的发展，将运动负荷和气体代谢变化的测量二者有机地结合起来，产生了心肺功能试验（气体交换直接检测法），该方法是在一定的运动负荷下（自行车或跑台）收集受试对象呼出气体并加以分析，对VO 2 max等指标进行直接测定，并可辅以心电导联系统监测心电变化，从而能够综合评价心肺功能的整体状况和储备能力。
运动心肺试验常用的运动负荷方式有跑台和功率自行车。目前功率自行车应用较广泛，其理由是：（1）骑车时呼吸调节容易。（2）骑车时可以较少考虑体重这一影响因素。（3）自行车比跑台价格更低，占地小、噪声小并且无需电源。（4）特殊人群在跑台上运动较困难而在自行车上相对更容易进行运动。
包括：血压和脉搏，心功能指数，摄氧量VO 2 （L/min）、最大摄氧量绝对值VO 2 max（L/min）、相对值VO 2 max（ml /min·kg）、心率值（HRmax）、乳酸阈值、呼吸商（R）、氧脉搏（O 2 P）等几项指标。
运动训练必然会引起心血管系统活动的增强，而心脏排血功能的完成主要靠心脏收缩的力量，它是心脏做功的基础，再就是靠心脏收缩的频率，它是心脏本身代偿能力的表现，心脏收缩力的强弱，是由动脉血压直接决定心脏每搏输出量，而心率和血压则影响心脏每分钟的排血量。因此，血压和脉搏共同反映心脏功能。在同等强度刺激后，在一定范围时间内脉搏恢复的快，收缩压强而有力说明心功能水平高。心功能指数是脉搏频率和血压（收缩压）的比值，运动时两者成正比。
摄氧量（oxygen uptake，VO 2 ）是指单位时间内，机体摄取并被实际消耗或利用的氧量。最大摄氧量（maximal oxygen uptake，VO 2 max）是指人体在进行有大量肌肉群参加的长时间剧烈运动中，当心肺功能和肌肉利用氧的能力达到本人极限水平时，单位时间内（通常以每分钟为计算单位）所能摄取的氧量，是反映机体有氧运动能力及体适能的最佳指标。根据Fick公式：VO 2 max=心率每搏输出量动静脉氧差，即运动中VO 2 max取决于心输出量和组织摄氧量，因此VO 2 max首先反映了心脏的储备功能，而在运动状态下，心肺作为整体是不可分割的，所以VO 2 max也反映了肺脏的储备功能。同时运动生理学认为，VO 2 max是代表人体氧化能力的综合性指标，不仅与心肺功能有关，而且与氧的运输能力、肌肉组织摄取和利用氧的能力密切相关。VO 2 max对运动能力的重要性有赖于个体训练程度。
乳酸阈值，通常以220-年龄（岁）=最大心率（次/min）进行估算。心率的最高值一般不受训练的影响，而与年龄相关。在当运动强度达40％~50％VO 2 max时，每搏量将会达到最大值，此后大致会维持一“平原现象”，这一平原期维持的时间越长，说明运动员的有氧耐力越强，而刚出现“平原现象”时的值，通常就是所谓的乳酸阈值。现在对于乳酸阈值的具体界定，通过运动心肺功能仪的气体收集即可自动完成，排除了系统的人为误差，具有相对较高的准确性。在同等强度负荷下运动时高水平运动员心率较低，这是由于对运动训练的适应，在训练后血浆量增加，使的回心血量增加，进而增加心室舒张末期容积，最后导致每搏量的增加。同时，受到血浆量增加的影响，当运动员进行最大强度运动时，心室必须有较长的充血时间，否则泵血不足，造成其最大心率较一般人稍低。
呼吸商（respiratory quotient），又称呼吸交换率（respiratory exchange ratio；R值），是机体摄氧量与二氧化碳排出量的比值（VCO 2 /VO 2 ），为运动时利用何种物质作为能量来源的指标。根据糖供能化学过程的定比关系，在完全由脂肪进行供能的情况下，每1000ml氧气最终产生700ml二氧化碳，此时R=0.7；由蛋白质供能时，R=0.8。在一般强度下的运动中，主要是糖与脂肪的混合供能，R通常只有0.85左右，也就意味着是有氧代谢。随着运动强度的增大，肌体通过糖类物质供能的比重不断增加，R=1时表明已全部由糖供能；若大于1，则说明CO 2 有了额外的增多，这主要是H ＋ 浓度升高，乳酸被中和生成乳酸钠与碳酸，分解排出更多C02的结果，即意味着能量主要为无氧代谢供给。
氧脉搏（oxygen pulse）是指心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量。氧脉搏越高，说明心肺功能越好、工作效率越高。同时氧脉搏是评估心脏输送氧气至周边组织的效率的最佳指标。
无氧阈是指人体在进行渐增强度的运动时，体内的能量代谢由以有氧代谢为主向更多地依赖无氧代谢过渡的临界点，及运动时有氧供能尚未需要无氧代谢补充供能时的最大VO 2 值，即尚未发生乳酸性酸中毒时的最高VO 2 ，是运动时无氧代谢能力的标志。VO 2 max与乳酸阈值AT可以识别疾病的严重程度，预测最大心排血量和心脏储备的功能容量，故用以标志心功能损害程度，在运动训练及选材中具有极其重要的作用。
当乳酸无氧阈负荷增大时，表明运动员的有氧能力提高，反之则下降或不变。研究显示：耐力训练可以使血乳酸积累起点的对应运动强度提高，即意味着乳酸无氧阈提高。这在运动训练中意味着运动员有氧耐力的增强，具有更大的运动潜力。
肺活量反映了人体一次通气的最大能力，是评价肺功能的敏感指标。肺活量指数消除了某些形态因素对评价结果的影响，反映了每公斤体重的肺活量水平，是个相对指标，该指标的变化可以更客观的反映机体的肺功能情况。系统的耐力训练可使心肌纤维增粗，心缩力增强，每搏输出量增加，安静脉搏下降，提高肺活量的值。
布兰奇BI心功指数是通过测量心率和血压，按照以下公式计算而来：
心率（次/分）［收缩压（mmHg）＋舒张压（mmHg）］/100，布兰奇心功指数评价的特点是评定心率的同时，考虑了血压因素，因而较全面地反映心脏和血管的功能。