مکمل‌های رژیمی حاوی چند ماده مغذی و رژیمی (از جمله ویتامین‌ها، مواد معدنی، آمینواسیدها، مواد گیاهی و سایر مواد) و عناصر سازنده آنهاست که به شکل‌های مختلف قرص، کپسول یا شربت مصرف می‌شوند.
ورزشکاران می‌توانند از مکمل‌های رژیمی با هدف بهبود در پیشرفت عملکرد ورزشی خود استفاده کنند. بسیاری از مکمل‌های دیگر نیز در بازار وجود دارند که شامل مکمل‌های افزایش دهنده عملکرد (استروئیدها، دوپینگ خونی، کراتین، هورمون رشد انسانی)، مکمل‌های انرژی زا (کافئین)، و مکمل‌های کمکی برای ریکاوری (پروتئین، شبکه های آمینواسیدی) هستند.
گاهی اوقات ورزشکاران به مکمل‌های انرژی زا روی می‌آورند تا توانایی خود را برای انجام تمرین بیشتر افزایش دهند. مکمل‌های رایج برای افزایش سطح انرژی یک ورزشکار شامل این موارد می‌باشند: کافئین، گوآرانا (نوعی گیاه خوراکی)، ویتامین ب 12، و جینسینگ آسیایی.
کافئین، یک مکمل انرژی‌زای رایج است که در شکل‌های گوناگونی از قبیل قرص یا کپسول و نیز در نوشیدنی‌های معمول چون قهوه و چای یافت می‌شود. کافئین برای بهبود انرژی و افزایش متابولیسم استفاده می‌شود. گوآرانا یک مکمل دیگر است که ورزشکاران برای بهبود توانایی ورزشی خود استفاده نموده و اکثر اوقات برای کاهش وزن و به عنوان یک مکمل انرژی‌زا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تحقیقی در دانشگاه تگزاس امریکا در سال 2009 نشان می دهد که نوشیدنی‌های انرژی‌زای کافئین دار باعث کاهش عملکرد ورزشی می‌شوند.
پژوهشگران نشان دادند که 83 درصد از شرکت کنندگان بعد از مصرف نوشیدنی انرژی‌زا، به طور میانگین شاهد افزایش 7/4 درصدی در پارامترهای فعالیت فیزیکی خود بودند. این نتیجه به اثراث کافئین، سوکروز و ویتامین ب موجود در نوشیدنی نسبت داده شد؛ هرچند جامعه ی علمی ایده ی تاثیر ویتامین B به عنوان افزایش دهنده عملکرد را تایید نمی کند. این بهبود عملکردی به افزایش سطوح اپی‌نفرین، نوراپی‌نفرین و بتا-اندروفین در خون نسبت داده شده است که ناسازگاری گیرنده آدنوزینی کافئین مسئول افزایش اپی‌نفرین و نوراپی‌نفرین است، در حالیکه افزایش بتا-اندروفین توسط اثرات زیستی-عصبی تمرین جسمانی ایجاد می‌شود.
مکمل‌های پروتئینی و آمینواسیدی رایج‌ترین مکمل‌ها جهت کمک به ریکاوری ورزشکاران پس از تمرین هستند. اهداف اصلی مصرف پروتئین‌های رژیمی توسط ورزشکاران به خاطر هورمون‌ها، انتقال اکسیژن، بازسازی سلولی، آنزیم‌ها و تبدیل به سوخت است. مصرف پروتیئن یکی از الزامات تغذیه‌ای برای ورزشکار معمولی بوده و بخشی مهم در تمرین‌های آموزشی می‌باشد که علاوه بر این، باعث بهبود عملکرد و ریکاوری می‌شود.
خطرات ناشی از مصرف زیاد شامل: کاهش آب بدن، نقرس، کمبود کلسیم، آسیب کبدی و کلیوی، اسهال و نفخ است. یک رژیم غنی از پروتئین باید همراه با یک برنامه غذایی سالم و چند بعدی و متعادل، و تمرین مقاومتی منظم باشد. مشخصات این رژیم غذایی خاص شامل نوع، شدت و مدت زمان ورزش، و میزان کربوهیدرات موجود در رژیم غذایی است. مصرف خوراکی ویتامین‌ها، مواد معدنی، پروتئین‌ها، چربی‌ها، شکرها و کربوهیدارت‌ها بهترین راه برای تامین مواد مغذی مورد نیاز بدن به منظور سلامتی و بهبود عملکرد فیزیکی می‌باشد که از طریق میوه و سبزیجات تازه تامین می شود.
تغذیه بعد از تمرین یکی از فاکتورهای مهم در برنامه غذایی ورزشکاران است، زیرا به ریکاوری بدن مرتبط است. استفاده از نوشیدنی‌های ورزشی مانند Gatorade و Powerade در حین و بعد از تمرین رایج است؛ زیرا این نوشیدنی‌ها بدن را آب‌رسانی مجدد می کنند و مواد معدنی و الکترولیت‌ها را تامین می‌کنند که الکترولیت‌ها باعث تنظیم عملکرد عصبی و عضلانی بدن، pH خون، فشار خون، و بازسازی بافت آسیب دیده می‌شود.
شیر یک جانشین برای نوشیدنی‌های ورزشی است که باعث جایگزینی مایعات و الکترولیت‌های موجود در مواد مغذی می‌شود به عنوان یک نوشیدنی کارآمد پس از تمرین مطرح می شود. از یک نوشیدنی ریکاوری انتظار می‌رود که بتواند قند از دست رفته را جبران کرده و تا حدی به ریکاوری عضلانی کمک کند که تا جلسه تمرینی بعدی، عضلات بتوانند با قدرت کامل عمل نمایند. مطالعات حاکی از آن است که در مقایسه با آب خالی یا نوشیدنی‌های ورزشی، شیر شکلاتی جایگزین بهتری برای مایعات از دست رفته از طریق قند و حفظ سطح نرمال مایعات بدن است. ورزشکارانی که بعد از کم آبی ناشی از تمرین شیر شکلاتی مصرف می‌کنند، نسبت به افرادی که از سایر نوشیدنی‌های بعد ورزش استفاده می‌کنند، دارای حدود 2 درصد سطوح مایع بالاتر هستند. این نتایج حاکی از آن است که مصرف شیر شکلاتی اجازه عملکرد طولانی‌تر، خصوصا در دوره‌های مکرر ورزش یا تمرین را فراهم می‌نماید.
در موارد افراطی مصرف مکمل‌های افزایش دهنده عملکرد، ممکن است ورزشکاران خصوصا بدنسازان، به مصرف غیرقانونی موادی چون استروئیدهای آنابولیک روی آورند. این ترکیبات که با هورمون تستسترون مرتبط هستند، می‌توانند به سرعت ایجاد انرژی و قدرت نمایند، ولی دارای عوارض جانبی بسیاری مانند فشار خون بالا و تاثیرات منفی مرتبط با جنسیت هستند. دوپینگ خون که یکی دیگر از مواد دوپینگی غیرقانونی است، در دهه 1940 کشف شد و در آن زمان توسط خلبانان در جنگ جهانی دوم استفاده می شد.
دوپینگ خونی که به نام تزریق خون نیز شناخته می‌شود، باعث افزایش حمل اکسیژن به بافت‌های تمرینی است که منجر به بهبود عملکرد در ورزش‌های استقامتی مانند دوچرخه سواری در مسافت‌های طولانی می‌شود.
مصرف مکمل کراتین به همراه رژیم غذایی می‌تواند از طریق افزایش عملکرد ورزشی و قدرت، برای ورزشکاران حرفه‌ای مفید واقع شود. ماده گلوتامین که در مکمل‌های فیبروِی یافت می‌شود، فراوان‌ترین آمینواسیدی است که به صورت آزاد در بدن انسان یافت می‌شود. باور بر این است که گلوتامین ممکن است در تحریک فرآیندهای آنابولیک مانند گلیکوژن عضلات و سنتز پروتئین، برای ورزش کاران حرفه ای که تغذیه خوب دارند نقش داشته باشد. سایر تحقیقات انجام شده روی مکمل‌ها شامل آندروستن‌دیون، کرومیوم و افدرا است. دانشمندان به این نتایج دست یافتند که نه تنها هیچ نفع اساسی از مصرف بیشتر این مکمل‌ها حاصل نمی‌شود، بلکه خطرات سلامتی و هزینه‌ها را افزایش می‌دهند.
