體內牛磺酸對維持運動能力是必須的，且具有抗運動性疲勞的作用，可減少衰竭運動後心肌粒線體、骨骼肌脂質過氧化反應，可維持甚至提高抗氧化物質的含量及抗氧化酶的活性及穩定游離鈣的濃度。 大部分的研究指出，運動會使自由基生成增加，脂質過氧化反應增加，造成組織細胞的損傷，補充抗氧化劑能阻斷這種反應，進而提升運動能力。當運動性疲勞出現時，會使得脂質過氧化物增加、Ca[fec7]穩態失調、代謝失調以及膜損傷的情形，而牛磺酸對上述的情形具有良好的影響，如前所述，牛磺酸既可以為抗氧化劑，又能保護細胞膜、參與糖的代謝調節，但人體自行合成牛磺酸的能力有限，補充適當的外源性牛磺酸，將可對運動表現的提升有所助益。