Αντικείμενο της εργασίας του είναι η επιλογή και χρήση διαφόρων εργοδοκιμασιών για τη στάθμιση των βιολογικών παραμέτρων και τον έλεγχο των ικανοτήτων των αθλουμένων. Πιο συγκεκριμένα, ο γυμναστής-εργοφυσιολόγος ασχολείται με την έρευνα και ανάλυση των φυσιολογικών παραγόντων που επηρεάζουν την απόδοση των αθλητών, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες του κάθε αθλήματος. Παρόλο που οι φυσιολογικοί μηχανισμοί και οι λειτουργικές προσαρμογές του ανθρώπινου οργανισμού ανταποκρίνονται ενιαία κατά την άσκηση, η εξειδικευμένη εκγύμναση και προπόνηση που προσφέρει ο συγκεκριμένος ειδικός δημιουργούν καθοριστικές διαφοροποιήσεις που διακρίνουν τα διάφορα αθλήματα ή και αγωνίσματα μεταξύ τους. Κατά συνέπεια, τόσο τα ατομικά όσο και τα ομαδικά αθλήματα ταξινομούνται σε αερόβια ή αναερόβια, ανάλογα με τις μεταβολικές απαιτήσεις που έχουν, σε αθλήματα που επιστρατεύουν μυϊκές ίνες ταχείας ή βραδείας συστολής, ανάλογα με την ενεργοποίηση του νευρομυϊκού μηχανισμού κ.ά. Η μελέτη, η ανάλυση και η γνώση των παραγόντων αυτών βοηθούν τον γυμναστή-εργοφυσιολόγο στην επιλογή των αθλητών, στην εκπόνηση των προπονητικών προγραμμάτων και στη βελτίωση της απόδοσής τους. Για παράδειγμα, ο γυμναστής-εργοφυσιολόγος σχεδιάζει την προπόνηση του κάθε αθλητή στη βάση της αερόβιας ικανότητάς του που εκφράζεται με την αύξηση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου, την αύξηση του όγκου παλμού και της συγκέντρωσης της αιμοσφαιρίνης, τη μείωση της καρδιακής συχνότητας στην ίδια υπομέγιστη προσπάθεια, την αύξηση των αποθεμάτων γλυκογόνου και λιπών, της αύξησης της κατανάλωσης των λιπών κ.ά. Τέλος, σε πολλές περιπτώσεις μπορεί να συνεργάζεται με άλλους επαγγελματίες (προπονητές, φυσιοθεραπευτές κ.ά.) για τη σωστή εκγύμναση των αθλητών, λαμβάνοντας οδηγίες για τις ανάγκες της ομάδας ή ορισμένων αθλητών και καταρτίζοντας το ανάλογο πρόγραμμα εκγύμνασης.