นักเวชศาสตร์การกีฬา เป็นผู้ให้การรักษาด้วยการออกกำลังกายอย่างเป็นระบบ เช่นเดียวกับการให้การฟื้นฟูนักกีฬาที่ได้รับบาดเจ็บ ด้วยการประยุกต์ใช้เครื่องมือออกกำลังกาย และหลักวิทยาศาสตร์การกีฬา (Sport science) ต่างๆ โดยมีการกำหนดโปรแกรมการออกกำลังกาย เพื่อเสริมสร้างสมรรถภาพร่างกายแก่ผู้ป่วยและนักกีฬาที่บาดเจ็บ ให้มีสมรรถภาพทางกายและสมรรถภาพทางการกีฬาใกล้เคียงก่อนการบาดเจ็บหรือให้มีสมรรถภาพทางกีฬามากขึ้นกว่าเดิม

นอกเหนือจากการให้การรักษาแล้ว นักเวชศาสตร์การกีฬายังเป็นผู้ทำการทดสอบต่างๆตามคำสั่งการรักษาของแพทย์ เพื่อประเมินสมรรถภาพทางกายและสมรรถภาพทางการกีฬา โดยการใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น ประเมินปริมาณการใช้อ๊อกซิเจนของร่างกาย (Oxygen consumption) ประเมินสมรรถภาพปอด (Lung function test) ประเมินความคล่องตัว (Agility test) ประเมินการเคลื่อนไหวด้วยเครื่องมือ (Instrumental gait analysis) เป็นต้น

นอกจากนี้ ยังเป็นผู้คำแนะนำ และให้ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์และการออกกำลังกายประเภทต่างๆ และจัดการทดสอบสมรรถภาพประจำปีอีกด้วย