Niezbędne jest to m.in. dla optymalnego planowania treningu oraz monitorowania postępów podczas jego prowadzenia. Niestety, większości parametrów nie da się zmierzyć bezpośrednio, zatem poszukiwane są wskaźniki pośrednie, które efektywnie pozwalają ukazać bezwzględną wielkość oraz charakter kluczowych cech wywierających wpływ na zdolności wysiłkowe.

Standardową procedurą są wykonywane w warunkach laboratoryjnych stopniowane testy wysiłkowe, tzw. GXT (Graded Exercise Test). Polegają one na ciągłym pomiarze gazów oddechowych oraz częstości skurczów serca, jak również regularnym pobieraniu próbek krwi służących zbadaniu zmian stężenia mleczanu. Próby takie przeprowadzane są na cykloergometrze rowerowym czy też specjalistycznym (np. wioślarskim) lub na bieżni elektrycznej. Zakres badania może różnić się w zależności od formuły badania, która może mieć charakter:

• etapowy, tzw. stage test – wówczas obciążenie wysiłkowe utrzymywane jest przez ustalony okres, a następnie wzrasta o ustaloną wartość, a schemat ten powtarzany jest aż do momentu odmowy dalszego wysiłku przez badanego; badanie jest wskazane, zwłaszcza gdy jednym z celów jest analiza zmian stężeń mleczanu we krwi, wówczas próbki krwi pobierane są w końcowej fazie każdego z etapów, po osiągnięciu stanu równowagi czynnościowej;
• pochylni, tzw. ramp test – w tym przypadku wzrost obciążenia jest bardziej płynny; do wykonania tego rodzaju próby konieczny jest nowoczesny ergometr, w którym poprzez stosowanie elektronicznego sterowania można ustawić ciągły wzrost obciążenia; według badań ten typ testów, wykonywany przez zawodnika do odmowy ich wykonywania, jest skuteczniejszy w celu oznaczenia VO2max.

Najpopularniejsze protokoły etapowych obciążeń stosują proporcjonalne zmiany obciążenia co 3 minuty. Taki okres interwału wynika z obserwacji, w wyniku której ustalono, iż czas ten jest wystarczający na osiągnięcie równowagi czynnościowej nawet przy wysokich obciążeniach. Dłuższe interwały pokazują, zwłaszcza w przypadku zawodników wysokiej klasy, iż test wysiłkowy może trwać bardzo długo, co niesie ze sobą możliwość pojawienia się niespecyficznych błędów w pomiarach. Najlepiej, by protokół testu trwał nie dłużej niż 21, a maksymalnie 24 minuty, np. w testach na cykloergometrze protokół powinien zaczynać się od 80 watów (W), z etapowym wzrostem o 40 W, tak by w 24 minucie zostało osiągnięte obciążenie 360 W. W przypadku próby typu ramp długość testu nie powinna przekraczać 8–12 minut, np. przy użyciu cykloergometru sterowanego elektronicznie protokół może rozpoczynać się od obciążenia 60 W, z ciągłym wzrostem o 30 W na każdą minutę wysiłku. Wówczas w 12 minucie próby sportowiec powinien osiągnąć obciążenie 390 W.