Le chercheur en biologie du sport étudie le corps humain pendant l'effort pour mieux comprendre son fonctionnement, en se concentrant sur l'activité physique et ses effets. Il organise des recherches en physiologie, traumatologie, biomécanique, analyse du mouvement, etc. Il collabore avec des sportifs volontaires pour mener des expériences sur l'endurance, les réactions au froid, à la chaleur, etc. Sa méthode de travail est la même, quels que soient les types de recherche (fondamentale ou appliquée) : il définit son domaine d'étude, réalise des expériences, analyse les résultats et les évalue de manière critique. En recherche appliquée, il cherche à améliorer les performances des sportifs en modifiant le matériel, contribuant ainsi à la création de produits plus performants, comme un nouveau maillot high-tech ayant permis à des nageurs d'établir des records. Il peut aussi étudier l'impact de la nutrition sur les performances sportives. En recherche fondamentale, il se penche sur les mécanismes de la locomotion, la vitesse cérébrale pendant l'effort, etc.