Die Atmung erfolgt über eine Volumen- Veränderung des Brustraumes. Daran beteiligt sind das Zwerchfell, die Rippen, die Rippen- und Bauchmuskulatur. (Atemmuskulatur und Atemhilfsmuskulatur)

Die Vitalkapazität wird in der Sportmedizin häufig verwendet um die Lungenfunktionsgrösse zu bestimmen. Die Vitalkapazität ist das Lungenvolumen welches nach tiefster Einatmung maximal ausgeatmet werden kann. Dieser Wert kann relativ einfach gemessen werden. Die totale Lungenkapazität beträgt aber ca. 25% mehr als die Vitalkapazität. Dies kommt daher, dass das so genante Residualvolumen in der Lunge nach maximaler Ausatmung zurückbleibt. Die Vitalkapazität beträgt bei der Frau im Durchschnitt 3.5l , beim Mann 4.5l. Spitzenstrassenfahrer erreichen ca. 6 bis 7l.
Die normale Atmung liegt zwischen 8% und 15% der Vitalkapazität.  Die Atemleistung im Ruhezustand bei 12 bis 15 Atemzüge pro Minuten verbraucht nur ca. 1% des Energiegrundumsatzes, und beansprucht ebenfalls ca. 1% der Gesamtsauerstoffaufnahme.
Bei hoher körperlicher Belastung steigert sich das Atemvolumen auf max. 55% der Vitalkapazität. Die  Atemfrequenz kann beim Spitzensportler bis auf 60 Atemzüge pro Min. gesteigert werden. Die benötigte Energie steigert sich unter der Belastung auf 25-30% des Energiegrundumsatzes, welcher alleine für die Atmung gebraucht wird. Der Sauerstoffbedarf für die Atmung beträgt unter Belastung bis zu 12% der Gesamtsauerstoffaufnahme. Durch das Produkt von Atemfrequenz und Atemtiefe ergibt sich das Atemminutenvolumen (AMV). Es bezeichnet die Luftmenge, welche während einer Minute durch die Atmung umgesetzt wird. Im Ruhezustand genügt ein AMV von 6-8L/min, bei Belastung steigt das AMV auf 100-120 l/mn bei untrainierten Männern. Ausdauertrainierte erreichen laut Hollmann Werte von 250l/min.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass unter Belastung eine geringere Atemfrequenz mit einem tieferen Atemzugvolumen energetisch optimaler ist, als umgekehrt.

Die Begrenzung des Atemvolumens kann die Belastungsverträglichkeit einschränken, ist aber bei den typischen Ausdauersportler selten der Leistungsbegrenzende Faktor.