益生菌是活的非致病性微生物，当给予足够量的益生菌时，能保持微生物平衡，特别是在胃肠道。益生菌可以促进一般健康，间接地维持和/或提高成绩。益生菌已被证明可以降低腹泻的频率和持续时间，并刺激体液和细胞免疫;它们在体内和体外都显示出显著的抗氧化活性。大量训练和比赛引起的免疫干扰会增加对上呼吸道感染的易感性，并影响胃肠道，从而极大地影响性能。
益生菌可有效降低对上呼吸道感染的易感性，并可降低其发病率和/或持续时间或严重程度，具体取决于运动类型、运动员训练状态以及补充剂的种类和持续时间。这些效应可以通过调节血清细胞因子和分泌性免疫球蛋白A(SIgA)以及先天性和适应性免疫细胞数量和活性的变化来解释。经常食用益生菌可以调节肠上皮细胞增殖，降低通透性，增加粘蛋白基因的表达，增加粘蛋白和抗菌肽的分泌，增强黏膜的屏障功能。
Lamprecht等人在一项随机、双盲、安慰剂对照试验中分析了多种益生菌补充剂对休息时和剧烈运动后肠道屏障、氧化和炎症标志物的影响。他们发现zonulin，一种增强肠道通透性的标志物，在补充14周后下降到正常范围，而TNF-α运动诱导的蛋白质氧化也受到积极影响。因此，益生菌的补充可以调节肠道屏障功能，氧化还原稳态，以及持续运动后的低度炎症。
Roberts等人研究了在长距离铁人三项比赛前12周多训练益生菌/益生元/抗氧化剂干预对娱乐运动员内毒素单位水平和胃肠道通透性的影响。他们将受试者分为三组：一组接受益生菌/益生元/抗氧化剂补充剂(LAB4ANTI)，一组仅接受益生菌/益生菌补充剂(LAB4)，第三组为安慰剂;在基线、赛前和赛后6天进行评估。赛前/益生菌补充剂(LAB4和LAB4ANTI)在赛后6天显著降低内毒素水平，但只有LAB4ANTI在赛前有效。即使在两个补充组中记录了更快的比赛时间，平均比赛时间也没有统计学上的显著差异。作者的结论是“联合使用多种益生元/益生元可降低内毒素单位水平，实验室通过GI调节和抗氧化保护的联合作用，具有潜在的加性作用。
研究表明，乳酸杆菌具有多种生物学效应，如鼠李糖乳杆菌CNCMI–能够调节细胞功能和维持、淋巴组织结构和发育以及免疫系统反应;此外，乳酸杆菌属，生产乳酸，乳酸铅利用细菌生产丁酸。
益生菌可能的致能和抗疲劳作用已被研究。Twk10已被证明能促进补充小鼠肌肉质量、性能和抗疲劳性的增加。在一项人体研究中，Huang等人分析了在力竭运动期间补充6周TWK10的效果。益生菌显著改善耐力表现和葡萄糖含量，表明TWK10有利于能量的获取。因此，除了众所周知的抗氧化作用外，补充的TWK10可能还有一种能产生抗疲劳的功能。
然而，很少有研究