Trong quá trình tập luyện, nhu cầu oxy và chất dinh dưỡng của hệ cơ xương khớp tăng rất cao, quá trình điều tiết cân bằng giữa sản nhiệt - thải nhiệt và thăng bằng kiềm toan của cơ thể là rất lớn, sự lưu chuyển máu mạnh mẽ hơn, đòi hỏi quả tim và tuần hoàn mạch máu phải hoạt động thích nghi.

Luyện tập TDTT một cách có hệ thống, tim sẽ dần thích nghi với lượng vận động thể lực. Hiệu quả của các bài tập lên tim phụ thuộc vào tần số, cường độ và thời gian luyện tập. Về mặt cấu trúc, kích thước các tế bào cơ tim tăng làm cho khối cơ tim lớn hơn, thành buồng tim dầy hơn và thể tích buồng tim tăng. Nhờ đó làm tăng thể tích tâm thu (lượng máu được bơm ra khỏi tim trong mỗi nhát bóp) và lưu lượng phút (lượng máu được bơm ra khỏi tim trong một phút) của tim. Nhịp tim lúc nghỉ ngơi và lúc gắng sức dưới mức tối đa sẽ có xu hướng giảm mà vẫn đảm bảo khả năng cung cấp máu, như thế quả tim đã thích nghi và hoạt động hiệu quả hơn.

Tập luyện lâu dài và đều đặn gia tăng đáng kể cả thành phần huyết tương và tế bào máu, làm tăng thể tích máu, tăng số lượng hồng cầu và hàm lượng hemoglobin giúp tăng khả năng vận chuyển oxy. Thể tích máu tăng làm tăng lượng máu trở về tim dẫn đến tăng thể tích của tim cuối kỳ tâm trương, góp phần làm tăng cung lượng tim và giảm tần số tim lúc nghỉ và trong các hoạt động gắng sức dưới tối đa.