การใช้ออกซิเจนสูงสุด  (อังกฤษ: maximal oxygen consumption, VO2 max) หมายถึง ปริมาณก๊าซออกซิเจนสูงสุดที่ร่างกายใช้ไปในเวลา 1 นาทีในภาวะที่ร่างกายออกกำลังกายจนถึงจุดที่อัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุด หมายความว่าเมื่อใดที่ออกกำลังกายจนเกิดภาวะทั้ง 4 ประการข้างต้นหมายความว่า ทุกระบบไม่สามารถให้ออกซิเจนตอบสนองความต้องการของร่างกายได้มากกว่านี้อีกแล้ว เราจึงต้องทดสอบจนแน่ใจว่าถึงภาวะของ VO2 max จริง ๆ นักวิทยาศาสตร์การกีฬาจะใช้หลักการว่า VO2 max เกิดขึ้นเมื่อชีพจรถึงจุดสูงสุดแล้วไม่ว่าจะเพิ่มงาน (workload) ไปอีกเท่าใดก็ตาม ค่า VO2 max นี้เป็นดัชนีหลักที่ใช้ในการบอกสมรรถภาพร่างกายของแต่ละคนและเนื่องจากเป็นการสะท้อนหน้าที่สูงสุดของ 4 ระบบหลักของร่างกาย ค่า VO2 max จึงเป็นดัชนีทั้งทางแอโรบิคของร่างกาย (aerobic index) และดัชนีความทนทานของหัวใจ (cardiac endurance)