En primer lugar, al tener que realizar un esfuerzo progresivo hasta la capacidad máxima se puede observar  el registro del electrocardiograma, y comprobar el efecto de la elevación de la frecuencia cardiaca (taquicardia fisiológica) y la tensión arterial sobre el corazón.  El estado del corazón se estudia observando las señales del electrocardiograma, tanto en reposo como a lo largo del esfuerzo, incluyendo los primero minutos de la recuperación.

Respecto a la tensión arterial, se debe analizar tanto la evolución como su valor máximo. La tensión o presión arterial es importante porque indica a qué presiones está circulando la sangre, lo que es importante tanto para la salud arterial (prevenir la arteriosclerosis o los sangrados hipertensivos) como del corazón (cuanta menor sea la presión arterial menos esfuerzo deben soportar las paredes del corazón).  Se considera que el estudio de la tensión arterial durante el ejercicio es complemtario al estudio en reposo: frecuentemente hay hipertensión durante el ejercicio y no en reposo, lo que indica que el tratamiento puede ajustarse mejor (y si no toma tratamiento indica riesgo de que aparezca hipertensión en reposo a medio plazo).

También se observa durante la prueba de esfuerzo si la ventilación es correcta (sin molestias, con patrón y ritmo adecuado…) o si aparece tos, broncoconstricción (por ejemplo si hay asma de esfuerzo) o hipoventilación (por ejemplo en enfermedad pulmonar obsctructiva crónica grave).

Adicionalmente a poder detectar la presencia de patologías, la prueba de esfuerzo es una herramienta diagnóstica del estado de salud y vitalidad. De hecho, la intensidad máxima de esfuerzo alcanzada (midiendo la capacidad aeróbica respecto al peso) es el factor pronóstico más importante para predecir muerte o enfermedad (por todas las causas, no sólo las cardiovasculares). Este valor predictivo lo es forma independiente a factores de riesgo cardiovascular como el colesterol elevado, la hipertensión, tener diabetes e incluso la edad. Se podría decir que los datos de la prueba de esfuerzo indican la edad biológica mejor que la analítica de sangre,  la hoja de medicamentos y  la edad del DNI juntos.

En concreto, como criterio indicador de bajo riesgo de complicaciones de salud, se considera que llegar a realizar una intensidad en la prueba de esfuerzo de 8 METs (corresponde a trotar a 8 Km/h en plano o a caminar a 5,5 Km/h en una pendiente del 10%). Por cada MET más de intensidad realizada, disminuye un 13% el riesgo de mortalidad (por todas las causas).