ประโยชน์ของการออกกำลังกายแบบแอโรบิกอย่างสม่ำเสมอรวมทั้ง[23]

• เพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อทางการหายใจ อำนวยให้หายใจเข้าออกได้สะดวก
• เพิ่มความแข็งแรงและขนาดของกล้ามเนื้อหัวใจ เพิ่มประสิทธิภาพการสูบเลือดและลดอัตราการเต้นหัวใจเมื่อพัก เป็นกระบวนการที่เรียกในภาษาอังกฤษว่า aerobic conditioning
• เพิ่มประสิทธิภาพของระบบไหลเวียนและลดความดันโลหิต
• เพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดงในร่างกาย ซึ่งอำนวยการขนส่งออกซิเจน
• ปรับสุขภาพทางใจ ลดความเครียดและการเกิดความซึมเศร้า พร้อมกับเพิ่มสมรรถภาพทางความคิดอ่าน/ทางประชาน[24]
• ลดความเสี่ยงโรคเบาหวาน

งานวิเคราะห์อภิมานงานหนึ่งสำรวจงานศึกษาหลายงานแล้วแสดงว่า การออกกำลังกายแบบแอโรบิกช่วยลดระดับ Hb A1C ของคนไข้เบาหวานชนิด 2[25]ดังนั้น การออกกำลังกายแบบนี้จึงลดความเสี่ยงตายเพราะปัญหาหัวใจร่วมหลอดเลือดอนึ่ง กิจกรรมแบบแอโรบิกที่มีระดับการกระทบกระทั่งสูง เช่น จ๊อกกิ้งหรือกระโดดเชือก อาจกระตุ้นให้กระดูกงอก และลดความเสี่ยงภาวะกระดูกพรุนสำหรับทั้งชายหญิง

นอกเหนือประโยชน์ทางสุขภาพ การออกกำลังกายแบบแอโรบิกยังทำให้ร่างกายมีประสิทธิภาพมากขึ้นรวมทั้ง

• เพิ่มโมเลกุลเก็บพลังงาน เช่น ไขมันและคาร์โบไฮเดรตภายในกล้ามเนื้อ ทำให้อดทนยิ่งขึ้น
• การเกิดเส้นเลือดใหม่ที่หน่วยพื้นฐานของกล้ามเนื้อลาย คือ sarcomere ทำให้เลือดไหลผ่านกล้ามเนื้อได้ดีขึ้น
• ทำให้เมแทบอลิซึมที่ใช้ออกซิเจนในกล้ามเนื้อทำงานได้เร็วขึ้น ทำให้เมื่อออกกำลังอย่างหนัก พลังงานที่ใช้ออกซิเจนจะมีอัตราส่วนสูงขึ้น
• เพิ่มสมรรถภาพใช้ไขมันเป็นพลังงานในช่วงออกกำลังกาย ซึ่งช่วยสงวนไกลโคเจนภายในกล้ามเนื้อ
• เพิ่มความเร็วที่กล้ามเนื้อคืนสภาพหลังจากออกกำลังอย่างหนัก
• มีผลดีทางประสาทชีวภาพ ปรับปรุงการเชื่อมต่อกันของโครงสร้างในสมอง เพิ่มความหนาแน่นของเนื้อเทา เพิ่มกำเนิดประสาท ทำให้คิดอ่านได้ดีขึ้น/ปรับปรุงการทำงานทางประชาน (รวมทั้งการควบคุมพฤติกรรมอาศัยประชานและความจำแบบต่าง ๆ) ปรับปรุงหรือดำรงสุขภาพจิต

ข้อเสียของการออกกำลังกายแบบแอโรบิกรวมทั้ง

• การบาดเจ็บเพราะออกกำลังมากเกินไป เมื่อออกกำลังที่ทำการซ้ำ ๆ หรือกระทบกระทั่งมาก เช่นวิ่งทางไกล
• ไม่ใช่วิธีสร้างกล้ามเนื้อที่มีประสิทธิภาพ
• จะกำจัดไขมันได้ก็ต่อเมื่อทำอย่างสม่ำเสมอ

ทั้งประโยชน์ทางสุขภาพและทางประสิทธิภาพของร่างกายอันเป็นผลการฝึก จะได้ก็ต่อเมื่อออกกำลังกายนานพอและบ่อยพอแหล่งอ้างอิงโดยมากแนะนำให้ทำอย่างน้อย 20 นาที 3 ครั้งต่อสัปดาห์[26]

นพ. คูเปอร์เองนิยามการออกกำลังกายแบบแอโรบิกว่า เป็นสมรรถภาพในการใช้ออกซิเจนในระดับสูงสุดเมื่อทำงานหนักและได้อธิบายประโยชน์ทางสุขภาพหลัก ๆ บางอย่างรวมทั้งประสิทธิภาพของปอดเพราะเพิ่มสมรรถภาพการหายใจในระดับสูงสุด ซึ่งทำให้สามารถเวียนอากาศมากกว่าในระยะเวลาที่สั้นกว่าเมื่อศักยภาพการหายใจสูงขึ้น ก็จะสามารถดูดออกซิเจนเข้าไปในเลือดได้เร็วขึ้น และเพิ่มกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์หัวใจจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น โดยปริมาตรเลือด, จำนวนเฮโมโกลบินและเม็ดเลือดแดงก็จะสูงขึ้น ซึ่งเพิ่มสมรรถภาพการขนส่งออกซิเจนจากปอดไปยังกล้ามเนื้อเมแทบอลิซึมจะดีขึ้น ทำให้สามารถบริโภคแคลอรีได้สูงขึ้นโดยไม่เพิ่มน้ำหนักอาจช่วยชะลอภาวะกระดูกพรุนเพราะมีมวลกล้ามเนื้อสูงขึ้น ลดไขมัน และเพิ่มความหนาแน่นของกระดูกเมื่อสิ่งเหล่านี้ดีขึ้น โอกาสเป็นเบาหวานก็จะลดลงเพราะกล้ามเนื้อเผาน้ำตาลได้ดีกว่าไขมันประโยชน์หลักอย่างหนึงก็คือน้ำหนักอาจลดลงอย่างช้า ๆ แต่จะลดเร็วขึ้นถ้าจำกัดแคลอรีที่ทานด้วย ดังนั้น จึงลดการเกิดโรคอ้วน[27]