Il sistema energetico aerobico ha ricevuto molta attenzione per diversi anni. Il principale obiettivo delle attività aerobiche è quello di migliorare il fitness cardiovascolare, che significa in altre parole migliorare l'efficienza del processo di fosforilazione ossidativa. Questo sistema energetico sfrutta l'ossigeno per produrre l'ATP. Durante l'esercizio fisico, il sistema aerobico inizia ad intervenire sovrapponendosi al anaerobico lattacido in seguito all'esaurimento dei fosfageni muscolari (sistema anaerobico alattacido), e all'eccessivo accumulo di acido lattico a partire da poco dopo il minuto di attività. Al contrario del sistema anaerobico lattacido, quello aerobico riesce a riconvertire l'ADP in ATP eliminando le sostanze di scarto quali acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2). Le fonti energetiche a lungo termine prevedono la produzione di ATP a partire dai vari combustibili, ma questo sistema richiede l'utilizzo di ossigeno (O2), quindi prende il nome di sistema aerobico. I combustibili principali includono il glicogeno muscolare, il glucosio ematico, gli acidi grassi liberi (FFA o NEFA) nel plasma, ed i trigliceridi intramuscolari (IMTG) e depositati nel tessuto adiposo. Queste molecole vengono scisse in maniera tale che possano trasferire l'energia dei loro legami chimici in un sito delle cellule in cui avviene la sintesi dell'ATP. La maggior parte di queste reazioni avviene nei mitocondri, dove viene utilizzato l'ossigeno.