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  第一個可商業化生產的運動胸罩是“自由搖擺網球胸罩”(Free Swing Tennis Bra),1975年由美國的魅力基礎公司(Glamorise Foundations,Inc.)生產。1977年在美國,莉莎·林達爾、服裝設計師波莉·史密斯以及史密斯的助手Hinda Schreiber(即後來的Hinda Miller)發明了第一個一般意義上的運動胸罩,當時叫做“運動員胸罩”(jockbra),後改稱“慢跑胸罩”(jogbra)。設計這個胸罩的起因是林達爾的姐妹維多利亞·伍德羅抱怨運動時一般的胸罩會導致不適感,包括胸罩帶滑脫、面板摩擦發炎和乳房疼痛等。當林達爾和史密斯研究更好的代替品時,前者的丈夫建議參考下體彈力護身,於是二人將兩個下體彈力護身結合在一起做出了“慢跑胸罩”。  1990年,Playtex公司從史密斯和林達爾那裡收購了慢跑胸罩,由新澤西醫學和牙科大學副教授 Christine Haycock進行進一步的研究。她測量了女子在跑步機上運動時胸部運動的相關資料,加寬了胸罩下圍以為乳房提供更多的支援,同時縮緊了綁帶以減少乳房的晃動。  美國蒙大拿州美髮師Renelle Braaten也察覺到同樣的問題,於是她聯合自由服裝設計師Heidi Fisk一起建立了Enell Inc.。2001年她說服了奧花·雲費來嘗試她設計的胸罩,後者在奧普拉雜誌上受到了好評,並且出現在2001年的奧普拉·溫弗裡秀上。

  如今最常見的運動胸罩類似於一個被切掉了一半的背心,採用延展度高、吸汗性良好的纖維(例如氨綸)製成,也有使用膠體、水墊和氣囊等設計的產品。  在經過一些外科手術後,一些女性也會選擇穿運動胸罩,固定胸部以利於傷口癒合。  普通胸罩的肩帶造成一些女性在做抬臂運動時,因為固定的胸罩被拉伸,直接壓迫斜方肌而感到緊張,最終可能導致肩部麻木或者疼痛等症狀。運動胸罩因為是綁在背部的所以可以避免此問題。

  在一個澳大利亞的研究中,三位女性(17-21歲,B或C罩杯)先裸胸、再穿上兩種不同大小的胸罩進行運動,第四次則穿上特製的運動胸罩。結果穿運動胸罩時感覺最為舒適。  2007年,朴茨茅斯大學的Joanna Scurr博士對70名女性進行了動作研究。包括DD、E、F、FF、G、H、HH、J和JJ罩杯。研究表明運動時女性胸部的運動方向有50%都是垂直的,22%為左右運動以及27%的縮放運動。相對單純的緊身胸罩來說,運動胸罩可以減少其中兩種,而前者能減少一種。並且這同胸部的大小沒有關係。  一些女性運動員認為運動胸罩會影響呼吸,雖然它確實增加了胸腔的壓力,但是對於呼吸的影響卻沒有被證實。
運動胸罩(英語:Sports bra)是一種可以在女性運動時為其乳房提供額外支援的胸罩。和一般胸罩不同的是,這種胸罩減小胸部在運動時的擺動幅度,從而減小了不適感以及胸部韌帶拉傷的危險。有一些運動胸罩設計成可以在外穿的形式(例如慢跑時),此外,運動胸罩也可以供男士使用。