身体特征
1.年龄
运动成绩会随着锻炼人员年龄的增长而下降，由于项目的不同，锻炼人员出现最佳成绩的年龄也不同。大多数的优秀径赛选手在20～30岁时创造其最好成绩，这可通过对世界大型比赛中的金牌获得者及世界纪录保持者的年龄分析加以证实。
短跑选手和中长跑选手相比，有日益年轻化的趋势。大多数选手感到随着年龄的增长，他们更愿意去跑长距离的项目。对世界部分径赛项目选手的最佳年龄的研究表明，短跑与长跑选手随着年龄增长，其运动能力也在下降，但前者下降得更快。当然，这些年龄统计数据可能还不太全面。
但也有例外，1992年巴塞罗那奥运会上，一些顶尖男子短跑选手，包括100米金牌获得者（林福·克里斯蒂英国）要比马拉松金牌获得者的年龄大。而1997年女子100米成绩世界排名前十位中，有两位选手皆已经超过30岁，其中排在第三位的已37岁。尽管有些国家限制年轻的选手参加马拉松比赛，但有些年轻选手仍能取得优异的成绩。
2.身体组成
短跑选手与长跑选手在身体特征上有很大不同，就优秀长跑选手而言，其身体形态也有差异，因此很难对其作出最恰如其分的评价。在各个径赛项目上获得成功的选手，其身体形态学的特征之一，便是身体脂肪含量相对较低。在1968年美国奥运会选拔赛上，通过对114名男选手所作的调查发现，其人均含脂量只有7．5％，要比活动量较大而未经过高水平锻炼的对照组低近一半。通过对女子径赛选手的调查，发现其体脂含量低得相当惊人，且女子优秀选手的体脂含量常常低于12％～14％。对一组在锻炼状况、运动能力上差别都很大的选手进行的调查表明，身体组成与最好运动成绩之间的关系，可以通过测试两英里跑所用的时间来观察，这种关系至少可以部分地解释选手所完成的锻炼量与身体组成之间的关系，就是随着锻炼量的增加，其体脂含量趋于减少。
在径赛项目中，脂肪是肌肉做功时的一个重要的能量来源，且在生理代谢与荷尔蒙产生过程中意义重大，但多余的体脂对人体没有任何作用且增加了选手的体重，因此也就相应的增加了跑步中的耗能。一名体重为60千克的男选手，若体脂含量为5％，其身体所含脂肪为3千克。而体重为55千克的女选手，若体脂含量为15％，其体内脂肪含量可超过8千克，非优秀选手的脂肪含量可多达此数字的两倍。
尽管在短期内可以将体内脂肪降到相对较低的水平从而提高运动成绩，但从长远来看，这对锻炼人员的健康及其承受大强度锻炼的能力皆会产生负面影响，特别是女选手，其较低的体脂含量和承受较大的运动负荷将会导致其月经紊乱。
3.肌纤维组成及其代谢特征
肌纤维的两种类型：即慢肌纤维（Ⅰ型纤维）收缩相对较慢，但可抵御疲劳，主要是通过有氧代谢来供能；快肌纤维（Ⅱ型纤维）收缩速度较快，由于其主要是通过无氧代谢来供能，因而其功率输出值也较高。快肌又可分为两个亚型，即具有较高有氧氧化能力的Ⅱa型纤维和有氧氧化能力较低的Ⅱb型纤维。优秀耐力项目选手腿部的慢肌纤维占优势，优秀短跑选手腿部的快肌纤维比例较高，而中距离跑选手腿部快肌纤维与慢肌纤维的数量几乎相等。在非优秀选手进行较低水平的比赛中，可以观察到每个项目锻炼人员的肌纤维组成，不同类型的肌纤维其数量是不同的，同样，肌纤维体积的大小也是不同的。短跑选手的Ⅱ型肌纤维的横截面积几乎是Ⅰ型肌纤维的两倍，但马拉松选手的不同类型肌纤维的体积差异却没有那么明显。
有锻炼的耐力项目选手的肌肉，或那些至少经过锻炼的肌肉，都具有较高的有氧代谢能力。由于线粒体密度相当高，使参与糖的氧化，尤其是使参与脂肪氧化的酶的活性就相应增大，这些肌肉具有稠密的毛细血管网络，允许更多的血液流向肌肉，延长了血液在毛细血管内的运行时间。这种肌肉内的局部适应性的重要意义，在于加强了将脂肪充作能源的能力，能将有限的肌糖原的储备得以较慢的速度消耗。以相同的跑速而言，有锻炼的长跑选手具有更大的脂肪氧化率，这部分是因为肌肉中血液的自由脂肪酸的供给在增加（因为肌肉有稠密的毛细血管），另一部分因为是加强了肌肉氧化脂肪的能力。
运动强度是影响肌肉及不同类型肌纤维的适应性反应的主要因素，这反映了在赛跑时各种不同肌纤维所起的作用。在慢跑中，只有Ⅰ型肌纤维是活跃的，而Ⅱ型肌纤维仅在长时间慢跑的后期阶段发挥作用，且此时Ⅰ型肌纤维已经疲劳。但是，随着跑速的不断加快，Ⅱa型肌纤维开始募集，在很高的跑速时，所有的肌纤维都变得活跃起来。长距离的慢速跑，不会引起未募集的肌纤维的锻炼适应性，但进行短间歇时间的练习可锻炼所有的肌纤维。锻炼量是与所跑距离成正比例的，强度正好与锻炼量成反比，所以选手在参加800～5000米的较高运动强度比赛时，会导致Ⅱ型肌纤维具有更强的适应性。用高速度跑，要使Ⅱb型肌纤维对锻炼产生反应，需要有80％以上的最大吸氧量的锻炼负荷。马拉松选手的锻炼主要是长距离慢跑，因而很少能达到这种锻炼强度。因此毫不奇怪，近年来即使是长距离项目的选手，也出现了锻炼量在逐减而锻炼强度渐增的趋势。
优秀耐力锻炼人员较高的肌肉氧化能力，部分地反映了其具有高比例的Ⅰ型肌纤维，因为不同肌纤维的比例是由遗传所决定的，故要在最高水平的比赛中获胜，锻炼人员的遗传基因就起着很重要的作用。在锻炼水平高的中、长跑锻炼人员中，两类肌纤维中参与氧化代谢的酶的活性是相当高的，这反映了肌纤维对锻炼计划的适应性。肌肉对锻炼的刺激有很强的适应性，有高水平锻炼的锻炼人员的Ⅱ型肌纤维的氧化能力可能会超过一般极少参加运动的人的Ⅰ型肌纤维的氧化能力。有一般水平锻炼的锻炼人员的肌肉同样也是有两类肌纤维，但Ⅱ型肌纤维的氧化能力并没有超过极少参加运动的人的Ⅰ型肌纤维。肌肉对锻炼与非锻炼适应性的时间长短，不同于所观察到的最大吸氧量变化的时间长短，其反应的范围也大大不同。根据锻炼负荷的变化，酶的活性变化也相当快，且与最大吸氧量的变化有紧密联系。
4.性别
当今中长距离跑各项目中，90％以上的女子与男子成绩的比率是相对稳定的（1500米成绩的比率是89％，100千米成绩的比率是88％）。女子在某些项目上的成绩略低，反映了她们参与此项目的历史较短。因素可以说明男女之间成绩差异的原因。
女子功率输出的峰值往往会低于男子，这部分地反映了其较低的肌肉质量，因为男子与女子在单位体积上的肌肉质量所产生的肌力大致相等。女子锻炼人员的最大吸氧量要比同一项目的男子低，这个差异部分是因为女子体内的脂肪含量较高，即便在女子提高了肌肉质量和降低了体脂含量后，这些差异还仍然存在。有很多其他因素都与女子较低的最大吸氧量有关，这包括较低的最大心输出量，由于女子最高心率与男子相同，反映出女子有较小的每搏输出量。由于锻炼的男、女锻炼人员的心容积的不等，这可导致最大吸氧量的差异达到70％。女子血液中血红蛋白的浓度比男子低，这对于氧的传输意义重大。艰苦的耐力锻炼会使循环的血红蛋白量浓度减少，因而会造成某些选手贫血。对于有高水平锻炼的耐力选手而言，无论男女，其低浓度的血红蛋白，最常见的是由于血浆量扩大得不成比例而造成了假贫血的现象。由低血红蛋白的浓度而引起的潜在的不利影响，至少可通过提高女子耐力选手体内血红细胞中的2，3-二磷酸甘油酸的异构脂的含量来得到部分抵消。
肌纤维的分类表明女子与男子选手呈正态分布，而不同类型肌纤维的相对比例并未显示出性别差异的存在。有人研究，在运动中女子依赖于脂肪作为代谢能量，会导致肌糖原的积累，但有关的文献对此也有不同的报道。
5.中长跑项目运动成绩的潜在极限
尽管所有选手的运动成绩都存在极限，但在各种情况下，锻炼人员的成绩不太可能会受到单个因素的影响。中长跑运动成绩存在的极限，显然是来自对优秀锻炼人员特征的研究，还有一些是来自比赛中或在实验室中的测试，但这种测试不可避免地会受到环境因素的影响，同时也应该注意到，我们本身也存在着一些知识上的缺陷。
心血管和肺的功能
中长跑项目优异成绩的取得，主要与锻炼人员能在短时间内能保持较高功率输出有关。对长跑选手而言，其面临的挑战是如何在较长的时间内保持亚极限能量的输出。
影响最大吸氧量的各种因素已经在其他地方谈到，关于限制最大吸氧量极限仍存在着激烈的争论。有耐力锻炼的锻炼人员有着高度发达的心血管系统，他们的肌肉也有着强大的有氧代谢能力。有同样的实验数据表明，当有大量肌群在参与跑的过程时，氧的供给量会受到参与做功肌肉的比例的影响，而非受参与做功的肌肉对氧利用能力的影响，但氧在传输过程中仍存有某些潜在的限制。
直到最近才基本达成共识，肺的吸氧量没有什么限制。但也有报告表明，优秀选手会受到肺通气量的限制。有一项研究表明，优秀男子耐力锻炼人员在运动中的肺通气量可达到其自发通气量的极限，许多最近的报告提供了更多的令人信服的证据，证明耐力选手在艰苦的锻炼中存在动脉氧的非饱和度，这表明氧的传输受到肺的限制。有多达50％优秀的耐力选手在海平面高度的锻炼中，当运动强度接近最大吸氧量时，其动脉氧的饱和度会下降。血液氧含量的下降可能是因为血管壁的充盈和局部扩散的能力之间的不协调所造成，当心输出量非常高时，肺毛细血管的传输时间可能太短以致无法平衡它们之间的不协调。动脉氧的非饱和性发生在锻炼人员身上而非极少参加运动的人身上，可能是肺功能有较小的变化所致，这经常会出现在各种形式的锻炼中。优秀耐力锻炼人员的心输出量是一般极少参加运动的人的2～3倍，但他们的肺最大通气功能与肺扩散能力之间差异很小。