Der Patient wird auf einem speziellen Fahrrad, einem sogenannten Ergometer, oder auf 
einem Laufband der kontinuierlich gesteigert belastet. Die Schwere der Belastung wird dabei durch computergesteuerte Rampenprogramme erhöht. Es gibt je nach Fragestellung unterschiedliche Programme. In der Regel wird jedoch die nächst höhere Belastungsstufe nach ein bis zwei Minuten erreicht, wobei die Belastung um jeweils 10 bis 50 Watt gesteigert wird. In den Laufbanduntersuchungen gibt es vergleichbare Stufenprotokolle mit kontinuierlicher Zunahme der prozentualen Steigung (bergauf laufen).
Sportler trainieren je nach Sportart unterschiedliche Muskeln. Ein Läufer sollte also mit einem Laufband, ein Radfahrer mit dem Ergometer getestet werden. Zur begleitenden Messung der Atemgase wird dem Patienten eine luftdicht abschließende Maske auf Mund und Nase gesetzt, die über eine Messsonde mit der Raumluft verbunden ist. Als Sicherheitsmaßnahme werden zudem das EKG, die Herzfrequenz (Puls) und der Blutdruck des Patienten durch den anwesenden Arzt ununterbrochen kontrolliert. Die Dauer der Untersuchung beträgt meist nur acht bis zehn Minuten, woran sich eine Nachbeobachtung anschließt. Nach Abschluss der Untersuchung werden alle Daten in einem Computer zusammengeführt und ausgewertet.
Die wichtigsten Ergebnisse über die Leistungsfähigkeit von Herz und Lunge werden später zum Teil in graphischer Form wiedergegeben.
