体育器材设计作为一门边缘性的学科，其学科的理论和研究 方法需借助体育基础理论学科进行不断充实和完善。运动解剖 学、运动生理学、运动生物力学、运动生物化学、运动训练学等 体育基础学科是构成体育仪器器材学科的理论基础。同时，该学 科在与机械科学、电子学、计算机科学、材料学等自然学科理论 知识相互交叉、渗透、融合而形成独特的综合性的学科。所以， 体育器材设计的创建与其他学科有着密切的相互联系。但是，如 何建立体育器材设计学科自己的理论体系和研究方法，是学科今后重点研究的问题。
现在越来越多的体育器材设计者把注意力集中到器材适合特 定运动所需的体育器材的开发上，因为这样的体育器材更符合运 动生理学、运动解剖学及生物力学的要求，从而更有效的预防运 动损伤的发生。人体工程学基础知识主要从运动解剖学和运动生 理学两方面介绍。
从事体育器材的研究人员，应积极深人训练场馆，围绕运动 员、教练员训练中的难题和困难，研究出各种科学训练的仪器， 例如:乒乓球发球机、网球发球机等;帮助运动员进行专项力量 训练的仪器有:乒乓球专项力量训练器、摔跤专项力量训练器、 综合力量练习器、下肢蹬伸力量测试系统等;为教练员、科研人 员进行技术动作分析的仪器有:影片解析系统、三维测力平台系 统、八道肌电仪等;为解决运动员训练后消除疲劳的仪器有:按 摩椅、按摩床、水力自动按摩装置、“力王”训练治疗仪等。
在人体运动过程中脚底受到的压力最大，所以足骨最容易受 到损伤。例如使用跑步机跑步，在跑步过程中会发生损伤或骨 折。跑步机平面日积月累的累积应力可导致疲劳型骨折。足骨、 胫骨是较容易发生骨折的部位。因此尽可能减小应力对人体造成 的损伤就成了跑步机设计的一项重要内容。所以应考虑设计减震 装置，用以吸收跑步机对人体的震荡，从而避免损伤。