蛋白質是生命的物質基礎，是人體細胞和細胞間質的基本組成成分，但機體不以蛋白質為主要能源物質。實驗證明，運動訓練中供給必需的蛋白質不僅可預防運動性貧血，而且可以提高訓練效果。
研究蛋白質與運動能力的關系時，不是將它作為能源物質，而是蛋白質的生理活性及生理功能方面，如通過訓練及攝入保健食品提高線粒體中氧化酶的活性，提高血液中的血紅蛋白與肌肉中肌紅蛋白含量，這樣在劇烈運動中機體能夠更好地利用有氧代謝途徑供能，從而降低疲勞程度。特別應注意的是，隨著運動強度的增加，熱能消耗增加，人體對熱能和蛋白質的需要量比正常都有所增加，一定要及時補充才能保證機體對運動強度的適應。由于蛋白質分解代謝產物的排泄會增加肝臟和腎臟的負擔，因此蛋白質補充也不能過量。
建議運動員每天攝取蛋白質1.2～1.8g/kg體重；耐力型項目運動員的蛋白質以1.2～1.5g/kg體重為宜；力量、速度型項目膳食蛋白質以1.6～1.8g/kg體重為宜；力量型+大強度訓練時可達2.0g/kg體重或占總能量的11%～15%。
（一）運動訓練前蛋白質補充
蛋白質在運動中供能比例增加，尤其長時間大強度的運動訓練，這也是運動員長期認為需要補充蛋白質的緣由之一。除了參與能量代謝之外，蛋白質對機體酶、激素和血紅蛋白，以及維持免疫系統的正常功能都發揮重要作用。
運動員要想滿足每天的訓練需求，把體內蛋白質的合成最大化，就需要足夠的飲食蛋白攝入。訓練和比賽會對肌肉組織產生一定程度的損傷，使得蛋白質的損失增加，如果不能攝入足夠的蛋白質，機體就會利用內源性的蛋白質來修復和合成蛋白質，最終會導致蛋白質的丟失，長期以往，運動能力就會下降。
訓練前補充蛋白質及氨基酸能夠使得機體處于最佳狀態，也有助于肌肉工作能力達到最優。補充的氨基酸至少在以下幾個方面發揮作用：（1）為肌細胞提供能量；（2）減少肌肉組織中蛋白質的分解代謝；（3）增加肌肉組織中蛋白質的合成效率。
訓練以及賽前補充蛋白質的另一個好處是與消化速率有關。富含蛋白質的食物比富含碳水化合物食物的消化速率稍微慢一點，因此可以為血液中提供更多的持續性的營養。這些都可以防止運動員在運動前感到饑餓，以免注意力不集中，還可以較長時間地維持能量水平，潛在的延遲了運動員疲勞出現。
為了使蛋白質充分地消化以及血液中氨基酸充分地被吸收，要在運動開始前1～4h內補充富含蛋白質的食物，同時要注意攝入蛋白質食物時要配合碳水化合物以及脂肪。碳水化合物應該在食物以及零食中占主要地位，蛋白質只是補充作用。研究顯示，在運動前3h左右消化蛋白質是最好的，這樣可以避免在大強度訓練中不必要的呼吸交換率以及疲勞感的增加。
運動員可在運動前4h攝入少量的蛋白，但要特別注意這段時間內選擇含糖量較高的食物。有些蛋白質來源中含有的脂肪較多，例如高脂的肉塊、全脂奶制品、堅果或者種子類的食物，在運動開始前應盡量少吃。這些食物消化的時間較長，而且會有飽腹感，從而降低了運動能力，還可能會引起腸胃不適。在日常的訓練中，堅果和種子類的食物是很好的選擇，因為它們還有良好的蛋白質、纖維素以及脂肪。然而，訓練前除了吃這些之外，運動員也可以包一個小包裝，在運動后吃效果也會很好。
（二）運動訓練中蛋白質補充
在過去的幾十年中，訓練時獲得外源性氨基酸的作用一直是研究的重點。很多的研究也集中于在訓練中可供能氨基酸的利用以及支鏈氨基酸在減緩中樞疲勞的作用。
氨基酸可以作為訓練期間的一種能量物質，它們經過血液運輸至肝，通過糖異生作用轉化為葡萄糖，然后釋放回血液中。因此，從氨基酸轉化來的葡萄糖可以防止運動過程中出現低血糖現象，還可以持續地為維持身體機能提供葡萄糖。但是這種通過葡萄糖異生作用從氨基酸獲得能量的速度是很慢的，而且這個過程不能在大強度訓練以及比賽中快速地支持能量需求。
大多數氨基酸必須要運輸至肝臟，進一步代謝后再運輸至興奮的肌細胞內參與供能。但是唯一例外的就是支鏈氨基酸，支鏈氨基酸有3種（亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸），這些氨基酸與其他的不同之處在于它們可以直接在肌肉中代謝供能，而不用運輸到肝臟中那一系列復雜的過程。因此，有支鏈氨基酸提供的能量可以被肌肉細胞直接利用。
（三）運動訓練后補充蛋白質
無論抗阻訓練或者是耐力訓練之后通過食物補充的氨基酸成分，都會引起肌肉蛋白質合成，尤其是補充必需氨基酸。乳清和酪蛋白是含有必需氨基酸的高品質蛋白，除此之外，乳清蛋白中支鏈氨基酸的含量相對較高。大豆中的蛋白是運動后可選擇的另一種蛋白質，它能夠提供肌肉重建及修復的必需氨基酸。研究表明，運動后碳水化合物和蛋白質配合補充要比單獨補充兩者的效果好，能夠加速恢復過程。原因是混合補充時產生的胰島素效應較高，提高了蛋白質合成的速率，從而加速恢復過程。同時也發現，碳水化合物加上蛋白質供給品在運動后越早補充，越有利于提高肌糖原再合成。其他的研究集中于血液中的基質，比如說激素增長的水平或者肌酸激酶，也發現碳水化合物和蛋白質混合補充的積極作用。也就是說，在運動后3h內，盡快地補充碳水化合物和蛋白質對運動員來說是相對不錯的選擇。
不管有沒有碳水化合物的攝入，要想增加肌肉蛋白的合成，起碼要補充6g的必需氨基酸。近來的研究也提示在運動后攝入6～20g蛋白質會對恢復過程起到一定的促進作用。配合碳水化合物補充，可以將糖原合成的效果最大化，刺激肌肉合成的激素分泌，提高蛋白質合成。
運動后補充蛋白質和氨基酸的時間也很重要，有研究證實在3h內，必需氨基酸能有效地刺激肌肉蛋白質合成。建議在運動結束之后，盡快的進食含有蛋白質的食物，可以加速血流速度以及激素的分泌速度。因此，在實際中，運動后蛋白質的補充應該是在活動后的3h之內，而且補充的蛋白質中應該含有所有的氨基酸，尤其是必需氨基酸。
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