大多数研究调查关于益生菌补充对有氧运动表现指标的影响，如疲劳跑步时间、最大摄氧量、达到的最大速度、10码短跑或400米游泳时间。一些研究也调查了力量和无氧结果，如握力、垂直跳跃力量、立定跳远、Wingate力量或最大重复举。肠道微生物群可能是与宿主代谢、生理学和抗氧化内源性防御有关的重要环境因素。
抗氧化酶系统有助于防止剧烈运动引起的氧化损伤，并与运动员的身体状况有关。Hsu等人耐力的差异伴随着抗氧化酶系统的差异，无特定病原体小鼠表现出更高的血清和肝脏抗氧化酶活性，以及生理指标，如肌肉和棕色脂肪组织的重量。肠道微生物通过胆汁酸和内源性大麻素系统等潜在机制调节脂肪组织产热途径，包括白色脂肪的褐变和棕色脂肪的活性。肠道微生物还可以通过短链脂肪酸的产生和肌肉内燃料的可用性的改变来调节骨骼肌合成代谢和功能。Huang等人的coccoides在小鼠定植细菌与无菌小鼠和其他灵长类小鼠相比，直肠显示出较低的肌酸激酶（CK），肌酸激酶是肌肉紧张的标志物，并且具有较高的轮跑距离。
然而，值得注意的是，在Huang等人中，在小鼠体内没有稳定的定植，粪便分析显示这些微生物没有显著增加，而大肠杆菌在小鼠体内的定植也不稳定。随着时间的推移，直肠确实会定居并增加。或者仅仅是由于微生物的成功定植。这些研究表明，肠道微生物可能影响性能。他们还表明，更多样化的微生物组可能更有益，因为无特定病原体小鼠的表现优于单克隆BF小鼠。而Huang等人认为，个体分类群，可能是部分负责性能的影响，需要进一步的研究，以确定究竟是什么方面或类群有助于这种能量的影响。这些研究也没有调查对饮食或训练方案的反应，为进一步研究肠道微生物调节或改变对饮食的运动表现反应的潜力留下了空间。
虽然许多研究发现，疲劳时间等性能参数对性能变量的影响是有益的，但研究中对性能变量的影响是高度混合的。然而，一些研究发现添加益生菌对绩效指标没有影响，而其他研究发现混合效应，添加益生菌改善了一些绩效指标，但对其他指标没有影响。例如，Huang等人发现，添加植物乳杆菌TWK10的益生菌会增加疲劳运行时间，但不会增加最大摄氧量。因此，仅报告益生菌补充对一种性能结果的影响的研究可能无法提供益生菌的能原性的完整图片。此外，除了一项人类益生菌补充研究外，其他所有研究均缺乏益生菌定植的确认，个体表现出不同程度的益生菌定植。重要的是，未来的益生菌补充研究还应在干预前后收集参与者的粪便样本，以确定益生菌定植的差异是否可能导致益生菌补充的致能效应的个体间差异。
除了性能变量外，许多研究还调查了对身体成分和炎症的影响。同样，结果也是喜忧参半，一些研究报告补充对结果有显著影响，如脂肪量和肌肉量或炎症标志物，尽管结果经常与一些生化标记物混合，显示益生菌治疗没有显著效果，一些研究显示对这些结果没有显著影响。然而，由于没有对这些变量进行分析，因此有必要进行进一步研究，以确定影响的机制以及是否在人类身上看到相同的影响。
Coqueiro等人回顾PubMed数据库中的文献，综合益生菌对体育锻炼影响的现有知识，明确益生菌直接和间接提高运动成绩的作用机制，并验证益生菌是否具有致能作用。在评估的16项研究中，只有6项应用性能测试，其中只有2项证明添加益生菌可提高性能，但其中一项是用小鼠进行的。根据所评估的研究，益生菌补充剂不具有致能作用。他们提出但考虑到研究数量较少，应更好地研究这一问题（Coqueiro, et al. 2017.）。
益生菌在体育运动中的应用日益增多，其主要作用是减轻耐力运动员常见的上呼吸道和胃肠道症状。
关于益生菌研究显示不同的结果可能与益生菌菌株、剂量、周期消耗甚至给药形式（胶囊、香囊或发酵乳）有关。这四个因素直接影响益生菌的结果。益生菌在运动的有益效果严格依赖于上述四个因素。运动员可能受益于益生菌，减少上呼吸道和胃肠道症状方面显示出更好的效果。另外，特定的物种似乎在运动恢复中也有作用。因此，益生菌有效性背后的分子机制尚未阐明，也许研究中进行的生物学评估以及发表的少数研究尚未回答这个问题。
