体育锻炼时，心脏的工作量增加，心肌的血液代谢过程加强。长期锻炼的运动员心肌纤维增粗、心壁增厚、心脏增大，以左心室增大最为多见，而训练水平越高，这种变化越显著。这样，不但使心脏具有更大的收缩力，而且还能增加心脏的容量，从而使心脏的每搏输出量和每分钟输出量增加。心容量可由一般人的765～785毫升增加到1015～1027毫升。每搏输出量可由安静时的50～70毫升增至100毫升左右。到中老年时，还可以延缓肌纤维的退化。
（二）体育锻炼影响血管的结构，改变血管在器官内的分布
动物试验证明，体育锻炼可使动脉血管壁的中膜增厚，平滑肌细胞和弹力纤维增加；而在大动脉（主动脉）处，弹力纤维占优势，在中等动脉（腰动脉）处，平滑肌细胞占优势。动物试验还证明，体育锻炼能使骨骼肌的毛细血管分布数量增加，分支吻合、丰富。这些变化都有利于改善器官供血，增强物质与能量的交换。动物试验研究还证明，体育锻炼能够反射性地引起冠状动脉扩张，使冠状动脉口径增粗，从而改善冠状动脉循环，使心肌的毛细血管数量增加。同时，心肌中肌红蛋白含量也增高，可以增强心脏在缺氧条件下的工作能力，对预防冠心病有着重要的作用，也是延缓冠心病发展的重要因素。
（三）体育锻炼可以促使大量毛细血管开放
体育锻炼对于人体组织细胞的物质代谢过程，特别是脂肪代谢以及血管壁的弹性都起着良好的作用，也是新陈代谢旺盛的人身体健康的保证。
（四）体育锻炼可以显著降低血脂（胆固醇、高密度脂蛋白、甘油三酯）含量
体育锻炼会使低密度脂蛋白减少，高密度脂蛋白增加，对防治动脉硬化有着重要意义。另外，从事体育锻炼还可以增强血液中抗凝血系统的功能，降低血中尿酸含量，预防血小板的聚集，以免发生血管栓塞。
（五）体育锻炼还可以使人在安静时脉搏徐缓，血压降低
通常人安静时脉搏为每分钟70～80次，经过长期锻炼后，安静时脉搏可减到50～60次。脉搏频率的减少能使心脏收缩后有较长的休息时间，为心脏功能提供了储备力量。这样当人体进行强烈运动时，心脏就能承受大运动的负荷。在激烈运动时，经常锻炼的人脉搏可达每分钟200次以上而无明显不适，而一般人在脉搏达到每分钟180次就会出现心脏输出量减少、面色苍白、恶心、不适等症状。
在进行运动时，经常锻炼的人每分钟脉搏次数增加较少，而且恢复较快；不常进行体育锻炼的人脉搏次数增加较多，恢复也慢。正常人轻度运动时，脉搏增加越少，恢复时间越短，说明循环机能越好。
经过长期的体育锻炼，在完成定量工作时，心血管机能变化呈现以下特点：
1.动员快
在完成一定劳动时，能迅速动员心血管的机能活动，以适应机体承受负荷的需要。
2.潜力大
在极度紧张的劳作中，心血管系统可发挥最大的机能潜力，充分调动人体的储血力量。
3.恢复快
在体力活动之后，虽然心血管机能变化很大，但能很快恢复到安静状态的水平。每次搏动及每分钟输出量增加时，自静脉流入人心脏的血液也随之增加。静脉回流加快的原因是：
（1）肌肉的“唧筒”作用。肌肉有节奏地收缩时，周期性地对静脉施加压力，就能加快静脉的回流。
（2）胸腔的吸引作用。由于运动的呼吸较深，胸腔内负压也较大，因此这样可以加快静脉回流。
（3）运动时腹肌及横膈的作用，使腹腔内血液较易流人胸腔。
正常成人男子每立方毫米血液中含有红细胞450万～550万个，女子含有380万～460万个。红细胞内含有大量的血红蛋白，发挥着运输氧和二氧化碳的重要作用。正常成人男子每100毫升血液中含有血红蛋白14克左右，女子含有12.5克左右。
