Αντικείμενο της εργασίας του είναι η προσαρμογή του ανθρώπινου οργανισμού κατά τη σωματική άσκηση, η μεγιστοποίηση της απόδοσης του αθλούμενου, η διατήρηση και η βελτίωση της υγείας και της ευρωστίας του. Πιο συγκεκριμένα, ο γυμναστής - ειδικός αθλητιατρικής ασχολείται με τον προληπτικό έλεγχο της υγείας των αθλουμένων με σκοπό τη διάγνωση και την αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων προβλημάτων (π.χ., προβλήματα καρδιακά, κακώσεις), που είναι δυνατόν να εμφανιστούν κατά την άθληση και τη μυϊκή προσπάθεια των αθλητών και παίζουν καθοριστικό ρόλο στην απόδοσή τους. Ακόμη, ο ειδικός αυτός παρέχει συμβουλές για τους νόμιμους τρόπους μεγιστοποίησης της απόδοσης των αθλητών καθώς και τις επιπτώσεις που προκαλεί στον ανθρώπινο οργανισμό η χρήση αναβολικών ουσιών (ντόπινγκ). Ιδιαίτερο αντικείμενο της εργασίας του αποτελούν θέματα όπως οι επιδράσεις της σωματικής άσκησης στην άμυνα του οργανισμού από διάφορες λοιμώξεις, οι επιπτώσεις της σωματικής άσκησης σε παιδιά με βρογχικό άσθμα και επιληψία, η εμμηνόρροια των αθλητριών, το σύνδρομο της υπερπροπόνησης και η εμφάνιση οξέων παθολογικών καταστάσεων, η άσκηση στην τρίτη ηλικία, οι θεραπευτικές εφαρμογές της άσκησης σε χρόνιες παθήσεις, η άσκηση και ο αιφνίδιος θάνατος, η άθληση και η διατροφή κ.ά. Τέλος, συνεργάζεται με άλλους ειδικούς (ορθοπεδικούς, φυσιοθεραπευτές, ιατρούς φυσικής ιατρικής και αποκατάστασης κ.ά.) για να καθορίσει την κατάλληλη θεραπευτική αγωγή για την αποκατάσταση της υγείας των αθλητών.