目的:最大摄氧量（maximal oxygen uptake,VO2max）的影响因素主要包括呼吸、血液、心血管和骨骼肌等四个方面。本文通过比较不同性别和不同水平运动员的VO2max和各系统指标的差异,探索VO2max的主要限制因素,并建立预测VO2max的数学模型。方法:招募北京体育大学在校学生、竞技体校、国家铁三和越野滑雪运动员共151人,按照下述三种方法分别分组:①按照性别分为M组（男,n=96）和F组（女,n=55）;②按照VO2max绝对值的高低和不同性别分为六组,MJD（低绝对值男性,n=13）、MJZ（中绝对值男性,n=65）、MJG（高绝对值男性,n=18）、FJD（低绝对值女性,n=11）、FJZ（中绝对值女性,n=36）和FJG（高绝对值女性,n=8）;③按VO2max相对值的高低同上也分为六组,MXD（低相对值男性,n=13）、MXZ（中相对值男性,n=65）、MXG（高相对值男性,n=18）、FXD（低相对值女性,n=11）、FXZ（中相对值女性,n=36）和FXG（高相对值女性,n=8）。采用跑台递增负荷测试VO2max,改良CO吸入法测试血液总量指标、心脏彩超测试心脏结构和功能指标、肌氧仪测试肌肉用氧功能。采用相关性检验不同性别、不同水平运动员VO2max和各指标之间的线性关系;采用因子分析法和多元回归分析法分析限制不同性别、不同水平运动员VO2max的生理因素,建立关于VO2max的预测模型。结果:①所有组别中,与VO2max绝对值高度相关的指标为最大通气量、体成分部分指标和血红蛋白总量,而没有指标与VO2max相对值存在高度相关;②M组躯干肌肉量与VO2max绝对值存在高度正相关,体脂率与VO2max相对值存在高度负相关;而F组没有指标与VO2max存在高度相关;③按照VO2max绝对值分组后,存在显著相关的指标如下:MJD:左心室舒张末期内径、体脂率和血红蛋白总量相对值;MJZ:最大通气量、肌肉量、转铁蛋白、血红蛋白浓度和总量相对值等;MJG:肺活量、心输出量、肌氧有效下降值和血红蛋白总量;FJD:左心室收缩末期内径、心输出量、肌氧有效下降值、肌肉量、血清铁、血红蛋白浓度和总量;FJZ:肺活量、最大通气量、射血分数、肌氧有效下降值、肌肉量、血红蛋白浓度和总量;FJG:肺活量、肌氧有效下降值、肌肉量、转铁蛋白、总铁结合力、血红蛋白浓度和总量相对值;④按照VO2max相对值分组后的各组与四大系统指标的相关性与绝对值类似,也有细微差别。结论:①从整体来看,所有运动员的VO2max与最大通气量、肌肉量和血红蛋白总量关系密切;②中枢系统（氧运输）是限制不同性别和不同水平运动员VO2max的共同因素;外周系统（氧利用）是中高水平女性运动员VO2max的主要限制因素;③综合考虑运动员的心肺功能、肌肉利用氧的能力、体成分和血液等影响因素,按照不同性别和不同水平建立了六个VO2max预测回归方程,解释度均大于85%且p＜0.05,预测指标具有代表性和实用性。