Gizi olahraga bertujuan menyediakan energi dan substrat yang cukup untuk latihan, kompetisi, pertumbuhan, serta perbaikan jaringan. Kebutuhan setiap atlet dipengaruhi jenis olahraga, intensitas latihan, durasi, komposisi tubuh, dan target performa. Perhatian tidak boleh hanya diberikan pada makanan di sekitar waktu latihan. Kualitas pola makan sehari-hari tetap menjadi dasar kesehatan dan kinerja atlet.
Kebutuhan karbohidrat berkisar dari 3–5 g/kg berat badan per hari pada latihan ringan hingga 8–12 g/kg pada latihan sangat tinggi. Protein dianjurkan sedikitnya 1,4–2,0 g/kg per hari, terutama dari sumber berkualitas tinggi. Protein sebaiknya dibagi menjadi dosis 0,25–0,40 g/kg setiap tiga sampai empat jam. Asupan lemak mengikuti pedoman kesehatan umum dan disesuaikan dengan beban latihan serta sasaran komposisi tubuh.
Sebelum berolahraga, atlet perlu mengoptimalkan cadangan energi, hidrasi, dan kenyamanan saluran cerna. Makanan utama dapat dikonsumsi dua sampai empat jam sebelumnya, sedangkan makanan kecil dapat diberikan satu sampai dua jam sebelum sesi. Untuk aktivitas lebih dari 60 menit, asupan karbohidrat yang dianjurkan adalah 1–4 g/kg dalam satu sampai empat jam sebelumnya. Pilihan rendah lemak dan serat membantu mempercepat pengosongan lambung serta mengurangi gangguan pencernaan.
Status hidrasi sebelum latihan dapat dipersiapkan dengan mengonsumsi cairan sekitar 5–10 mL/kg dalam dua sampai empat jam sebelumnya. Selama sesi hingga 90 menit, penggantian cairan biasanya sudah mencukupi, tetapi elektrolit diperlukan bagi atlet yang banyak kehilangan garam. Aktivitas selama 1–2,5 jam memerlukan sekitar 30–60 gram karbohidrat per jam, sedangkan ultra-endurance dapat membutuhkan hingga 90 gram per jam. Konsumsi cairan selama latihan disarankan sekitar 400–800 mL per jam agar kehilangan air tidak melebihi dua persen berat badan.
Pemulihan setelah latihan berfokus pada penggantian cairan, pemulihan glikogen, dan perbaikan otot. Karbohidrat 1–1,2 g/kg per jam selama empat sampai enam jam pertama membantu memaksimalkan resintesis glikogen. Protein berkualitas tinggi sebanyak 0,25 g/kg atau sekitar 20–40 gram dalam dua jam setelah latihan merangsang sintesis protein otot. Cairan yang diminum perlu mencapai 125–150 persen dari kehilangan selama latihan, sehingga kehilangan dua kilogram memerlukan sekitar 2,5–3 liter cairan.
Pengeluaran energi harian perempuan rata-rata 5–10 persen lebih rendah daripada laki-laki karena perbedaan komposisi tubuh dan aktivitas fisik. Persentase lemak tubuh normal perempuan sekitar 20–30 persen, sedangkan laki-laki sekitar 10–20 persen. Selama latihan aerobik, perempuan cenderung menggunakan lebih banyak lemak dan lebih sedikit karbohidrat secara proporsional. Perempuan juga lebih sedikit menggunakan protein sebagai bahan bakar, tetapi kapasitas sintesis protein dan hipertrofinya dapat lebih rendah, khususnya pada usia lanjut.
Atlet perempuan usia reproduksi berisiko mengalami anemia defisiensi besi akibat menstruasi, terutama jika mengikuti olahraga ketahanan. Sumber besi meliputi daging, ikan, sayuran hijau, kacang-kacangan, dan pangan fortifikasi, sedangkan vitamin C meningkatkan penyerapan besi nabati. Perempuan juga lebih rentan terhadap osteoporosis karena massa tulang awal lebih rendah dan kehilangan tulang meningkat setelah menopause. Asupan energi yang cukup, pola makan teratur, serta makanan kaya kalsium penting untuk mencegah gangguan makan dan osteoporosis prematur.
Kehamilan meningkatkan metabolisme istirahat, mengubah pusat gravitasi, dan menambah kebutuhan energi untuk aktivitas yang menopang berat badan. Kebutuhan energi bertambah sekitar 150 kkal per hari pada trimester pertama dan 300–350 kkal pada trimester kedua serta ketiga. Aktivitas ringan hingga sedang umumnya dapat dilakukan sekitar 30 menit hingga empat kali seminggu dengan memperhatikan glukosa darah dan kondisi ibu. Pada akhir kehamilan, bersepeda, berenang, dan aerobik air lebih sesuai karena kapasitas melakukan aktivitas melawan gravitasi menurun.