Η άσκηση σε ψυχρό ή θερμό περιβάλλον αποτελεί μια από τις πιο μεγάλες προκλήσεις για τον ανθρώπινο οργανισμό. Στο ακραίο ψύχος οι μηχανισμοί άμυνας του οργανισμού είναι ελάχιστοι οπότε το κυρίαρχο ρόλο παίζει ο εξοπλισμός (ρούχα, υποδήματα) που μπορούν να «μονώσουν» το ανθρώπινο σώμα ώστε να μη χάσει θερμοκρασία και να διατηρηθεί όσο γίνεται στεγνό . Όταν πάλι η φυσική δραστηριότητα πραγματοποιείται σε θερμό περιβάλλον ευνοείται η αύξηση της θερμοκρασίας του ασκούμενου, που μπορεί να φτάσει και σε επικίνδυνα, για την υγεία, επίπεδα. Τότε ο ανθρώπινος οργανισμός εκμεταλλεύεται όσο μπορεί τις καιρικές συνθήκες αλλά επίσης ενεργοποιεί τους θερμορυθμιστικούς μηχανισμοί που διαθέτει, ώστε να σταθεροποιήσει και να αποτρέψει την άνοδο της θερμοκρασίας του.
Δίνοντας ένα παράδειγμα, γνωρίζουμε ότι ένας άνδρας που ζυγίζει 65 kg, σε ηρεμία, έχει μεταβολικό ρυθμό 250-300 ml/minδηλαδή παράγει έργο σχεδόν 60 wattμε το ανάλογο θερμικό φορτίο για το σώμα του. Αν τώρα ο ίδιος άνθρωπος, ανεξάρτητα από τις κλιματολογικές συνθήκες, καταφέρει να τρέξει ένα μαραθώνιο σε λίγο περισσότερο από δύο ώρες (elite), το παραγόμενο έργο του θα είναι 1200 wattκαι το αντίστοιχο θερμικό του φορτίο αρκετό για να ανεβάζει τη θερμοκρασία του ασκούμενου 1 βαθμό Κελσίου κάθε 3 λεπτά. Κάτι τέτοιο δε θα επέτρεπε τη συνέχιση της άσκησης για περισσότερο από 12-15 λεπτά λόγω της οριακής για το ανθρώπινο σώμα αύξησης της θερμοκρασίας (40-41 βαθμούς Κελσίου). Παρόλα αυτά αρκετοί ασκούμενοι καταφέρνουν να διατηρήσουν υψηλές ταχύτητες για αρκετή ώρα/ώρες χωρίς να έρθουν αντιμέτωποι με την υπερθερμία.
Το ανθρώπινο σώμα, εκμεταλλευόμενο στο έπακρο τις καιρικές συνθήκες, όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι χαμηλότερη από την επιδερμική, ακτινοβολεί σε αυτό θερμότητα με αποτέλεσμα να ψύχεται . Εξίσου αποτελεσματική είναι και η καλή αγωγιμότητα του νερού, όπως συμβαίνει όταν βρέχει για την μείωση της θερμοκρασίας του σώματος. Καθώς το νερό έρχεται σε επαφή με την επιδερμίδα, ψύχει άμεσα το ανθρώπινο σώμα, συντελώντας στην βελτίωση των αθλητικών επιδόσεων. Κάτι ανάλογο συμβαίνει φυσικά και με τον αέρα αλλά με πολύ πιο υποτιμημένο ρυθμό συγκριτικά με το νερό .
Ο ανθρώπινος οργανισμός διαθέτει και το δικό του μηχανισμό απόκρισης στις υψηλές θερμοκρασίες όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες το επιβάλουν. Την εκπνοή και την εφίδρωση. Κατά την εκπνοή θερμός αέρας αποβάλλεται μέσω των αεροφόρων οδών, συμβάλλοντας στην απώλεια θερμότητας ενώ στη διαδικασία της εφίδρωσης το σώμα μέσω της παραγωγής υγρασίας (κυρίως στα άκρα) ψύχει την επιδερμίδα. Και στις δύο όμως αυτές περιπτώσεις (εκπνοή και εφίδρωση), καιρικές συνθήκες όπως η μεγάλη ποσότητα υδρατμών (υγρασίας) στην ατμόσφαιρα δυσχεραίνει την αποτελεσματικότητα τους με αρνητικό πρόσημο για την αθλητική απόδοση.
Η ικανότητα πολλών ανθρώπων να συμμετέχουν σε δραστηριότητες όπως ο μαραθώνιος, ακόμη και με τις ευνοϊκότερες κλιματολογικές συνθήκες, είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη θερμορυθμιστική ικανότητα του ασκούμενου. Η αποτελεσματική ανταπόκριση στη θερμορύθμιση αποτελεί θεμελιώδες σύστημα που χρειάζεται αρκετό καιρό άσκησης για να λειτουργεί ικανοποιητικά και δεν πρέπει να υποτιμάται. Οι μεγάλες ποσότητες υγρών και ηλεκτρολυτών που πρέπει να μπορεί διαχειριστεί ιδανικά ο οργανισμός, προς όφελος της εφίδρωσης, ίσως αποτελέσει και το μυστικό, από έναν απροβλημάτιστο τερματισμό έως και ένα προσωπικό ρεκόρ.
