L'allenamento prevede la ripetizione programmata di varie esercitazioni, con carichi progressivamente crescenti, per determinare modifiche strutturali, metaboliche e funzionali nell'organismo. A livello prestazionale gli obiettivi sono il miglioramento tecnico, della forza, della velocità e della resistenza. Questo effetto viene chiamato "supercompensazione": ogni essere vivente affronta gli stress con intense risposte di adattamento. Non viene, infatti, ripristinata la situazione di partenza ma si parte da un livello più alto. L'organismo cerca di mantenere un certo equilibrio interno (omeostasi) ripristinandolo se alterato da cause interne od esterne. Vi sono elementi che devono rimanere inalterati (ad esempio la temperatura, il ph ecc.) ed altri che possono variare (le riserve energetiche, proteiche ecc.). Tutto ciò si ottiene abbinando sforzi progressivi e giusti riposi. Le esercitazioni non devono essere ne troppo intense ne troppo blande: se non vengono più effettuate si ritorna gradualmente al livello iniziale. Se il carico di lavoro viene riproposto quando è già esaurito l'effetto del carico precedente, non si ha nessun miglioramento. Se viene riproposto prima del completo recupero si ha una diminuzione delle capacità di prestazione. Il momento giusto è durante la fase di "supercompensazione" con carico più elevato del precedente. La programmazione è individuale e dipende quindi dal materiale umano a disposizione, dagli obiettivi, dal tempo e dallo spazio. Bisogna effettuare costanti controlli sulla validità del lavoro svolto: si usano test per determinare la capacità motoria, per la misurazione della soglia anaerobica e della VO2max, valutazioni antropometriche, sulla produzione di lattato, variazioni della frequenza cardiaca ecc. Si studiano quindi le modifiche sul carico interno (modifiche fisiologiche) e sul carico esterno (Km effettuati, tempo impiegato ecc.).

Il muscolo converte l'energia chimica contenuta negli alimenti, in lavolo meccanico, grazie alla contrazione muscolare e una fornitura continua di energia. Tale energia viene fornita dalla scissione dell'ATP. Nelle fibre muscolari vi sono riserve modeste di ATP, che consentono poche contrazioni; quando si esauriscono si attivano i meccanismi energetici per rifornirlo. Questi meccanismi sono:
1) Fonti energetiche provenienti da grassi e zuccheri.
Attraverso la loro demolizione avviene la risintesi dell'ATP. Sono accumulati nell'organismo sotto forma di riserve, che vengono riaccumulate con l'alimentazione. Dalla scissione del glicogeno (che inizia contemporaneamente alla contrazione muscolare) si libera glucosio, che successivamente viene trasformato in acido piruvico, che sarà presente già all'inizio dell'esercizio.
2a) Sistema anaerobico lattacido.
Inizia nella cellula muscolare con la scissione del glicogeno e la formazione di acido piruvico. La quantità prodotta è indipendente dalla capacità dei mitocondri (che sono all'interno della cellula) di metabolizzarlo aerobicamente, quindi, non potendo uscire sotto forma di acido piruvico, quest'ultimo viene trasformato in acido lattico. Se ciò non avvenisse, l'accumulo di acido piruvico impedirebbe la scissione del glicogeno. Una volta uscito dalle cellule, viene trasportato dal circolo sanguigno ed utilizzato come carburante dalle fibre aerobiche e dal cuore dopo una ritrasformazione in acido piruvico. Per soglia anaerobica si intende il punto nel quale le fibre aerobiche non sono più in grado di rimuovere ulteriori quantità di acido lattico prodotto. Questo sistema garantisce maggior durata ma meno potenza. Va usato con cautela nei giovani e giovanissimi.
2b) Sistema anaerobico alattacido.
E' il primo sistema attivato e permette l'utilizzo con rapidità di quantità limitate di ATP, grazie ad una molecola: la fosfocreatina. Il consumo di questa molecola avviene per compensare l'iniziale caduta dell'ATP e termina quando gli altri meccanismi riescono a rigenerarne adeguate quantità. A questo punto viene risintetizzata ai livelli di partenza, grazie al meccanismo aerobico. Non viene usato ossigeno e non viene prodotto molto acido lattico. L'energia fornita è elevata ma si esaurisce subito. Si può stimolare già da piccoli e prevede sforzi intensi ma brevi.
3) Sistema aerobico.
Prevede la trasformazione dei vari substrati energetici (acidi grassi e acido piruvico) che usano l'ossigeno, per ricaricare l'ATP. Gli sforzi sono di lunga durata ma di intensità non molto elevata.

L'utilizzo dei vari sistemi dipende dalla durata e dall'intensità dello sforzo. Ecco alcuni esempi:
1) Esercizio continuato, velocità costante, bassa intensità.
Nelle primissime fasi si attiva il sistema anaerobico alattacido (pochi secondi), poi sarà sostituito dal sistema aerobico in quanto, data la bassa intensità, sarà in grado di fornire l'energia richiesta dall'inizio.

2) Esercizio continuato,  velocità costante, elevata intensità.
Nelle primissime fasi si attiva il sistema anaerobico alattacido (pochi secondi), poi sarà sostituito dal sistema anaerobico lattacido creando un certo quantitativo di acido lattico. Dopo pochi minuti sarà sostituito dal sistema aerobico e, se l'intensità dello sforzo lo permette, il livello di acido lattico (all'inizio crescente) rimarrà stabile, in quanto non è stata superata la soglia anaerobica (quindi l'intervento metabolico è aerobico). Se l'intensità dello sforzo è invece elevata, l'acido lattico si accumulerà in maniera crescente in funzione dell'intensità dello sforzo (quindi l'intervento metabolico è sia aerobico che anaerobico lattacido) portando all'interruzione dello sforzo.

3) Esercizio continuato, velocità crescente.
Nelle primissime fasi si attiva il sistema anaerobico alattacido (pochi secondi), poi sarà sostituito dal sistema aerobico. Al crescere dell'intensità verrà affiancato dal sistema anaerobico lattacido, che all'ulteriore crescita dello sforzo rimarrà l'unico sistema usato.

ANAEROBICO ALATTACIDO

AEROBICO+ANAER.LATTACIDO

ANAEROBICO LATTACIDO

Allenamento continuo e di durata: permette adattamenti più duraturi ma meno veloci rispetto a lavori intervallati. Può essere di due tipi: 1) a velocità costante: migliora la resistenza in particolare aerobica e la coordinazione motoria. 2) con variazioni di ritmo: migliora la resistenza aerobica e la resistenza alla velocità.

Allenamento intervallato: permette adattamenti più veloci ma meno duraturi di quelli continui. La pausa termina prima del ripristino totale della condizione ottimale. Può essere di due tipi: 1) estensivo: distanze di 200-800 mt, intensità media, recuperi brevi. Migliora la resistenza aerobica e la resistenza aerobica alla forza (se si usano pesi). 2) intensivo: distanze di 50-200 mt, intensità elevata, recuperi più lunghi. Migliora lo sviluppo di VO2max, resistenza alla forza, resistenza alla velocità.

Allenamento a ripetizioni: si nuota per distanze vicine a quelle di gara ad intensità massima e recuperi molto lunghi. Migliora la velocità massima e la resistenza alla forza e velocità.

Allenamento di gara: distanze identiche a quelle di gara.

Allenamento a circuito: si effettuano esercizi che coinvolgono vari gruppi muscolari. Migliora la resistenza alla forza.

La prestazione è influenzata da vari fattori fra cui:
1) Misura dei segmenti corporei e la loro proporzione.
2) Mobilità articolare.
3) Massa corporea.
4) Peso specifico.
5) Misura totale del corpo.
6) Rapporto fra massa grassa e magra.
7) Capacità motorie. Si suddivide in:
Capacità Condizionali (forza, velocità, resistenza) determinate dai processi metabolici aerobici e anaerobici e quindi legate agli apparati muscolare e cardio-respiratorio.
Capacità Coordinative che permettono di organizzare, controllare e regolare i movimenti.
Si suddividono a loro volta in Generali e Speciali. Quelle Generali sono: a1) Apprendimento motorio - capacità di apprendere nuovi gesti; si valuta in base al tempo. b1) Controllo motorio - capacità di apprendere gesti precisi; si valuta con la precisione fra ciò che è richiesto e ciò che è eseguito e la costanza, cioè la coincidenza di risultato su più ripetizioni. c1) Adattamento e Trasformazione - capacità di adattare il movimento alle diverse situazioni. Quelle Speciali sono: a2) Accoppiamento - coordinare più movimenti e più fasi. b2) Differenziazione - eseguire movimenti precisi. c2) Equilibrio statico e dinamico. d2) Orientamento - verifica della posizione del corpo nello spazio. e2) Ritmo - movimenti fatti nei tempi giusti. f2) Reazione - agli stimoli ottici, visivi, tattili ecc. g2) Adattamento.
Questo insieme di cose variano durante la crescita quindi è necessario riadeguare continuamente la tecnica delle nuotate. Un avvio precoce dell'attività del nuoto crea un miglior sviluppo delle Capacità Coordinative (in particolare nella fascia d'età 4-11 anni) anche se è preferibile non insegnare tecniche particolarmente precise in quanto il Sistema Nervoso Centrale, che regola i movimenti, non è ancora completamente maturato; puntare solo sugli aspetti basilari. Gli aspetti condizionali vanno posti in secondo piano (ma comunque sviluppati), fino alla completa maturazione del Sistema Nervoso Centrale.

In questa sezione vengono presentati diversi studi e ricerche su diversi argomenti tecnici.

Risultati di uno studio sul Crawl "Frequenza e ampiezza della bracciata":
1) Al diminuire della distanza percorsa, l'aumento della velocità avviene grazie ad un aumento della frequenza della bracciata (a condizione che gli aspetti tecnici non vengano peggiorati);
2) All'aumentare della frequenza della bracciata, si riduce la sua ampiezza;
3) Le donne hanno una frequenza più alta degli uomini, soprattutto dai 100m in su;
4) Gli uomini effettuano una bracciata di ampiezza maggiore, grazie ad una maggior forza muscolare; questo gli permette di essere più veloci delle donne;
5) Incrementi di potenza, portano ad un aumento della frequenza. Nelle brevi distanze (fino ai 50 m) l'aumento della potenza è dato da un maggior contributo energetico di tipo anaerobico. Quindi allenandosi per aumentare la potenza, permetterà di aumentare la frequenza e quindi la velocità (nonostante la diminuzione dell'ampiezza); questo fino a quando la produzione energetica è quasi esclusivamente di tipo anaerobico;
6) Per evitare di perdere l'ampiezza della bracciata, curare gli aspetti tecnici; infatti negli atleti di alto livello si osserva un aumento della velocità grazie ad aumenti di ampiezza (e non di frequenza) a sua volta favorita da una diminuzione di resistenza e da una aumento dell'efficienza propulsiva, cioè quella parte di energia spesa per avanzare depurata da quella persa dall'attrito (influenzata da fattori tecnici e antropometrici). Allenandosi per ridurre la spesa energetica può essere più vantaggioso che puntare sull'aumento della potenza muscolare e cardiocircolatoria.

Tramite l'alimentazione l'uomo si procura gli elementi chimici necessari per costruire o sostituire le strutture dell'organismo, apportare il combustibile per produrre l'energia e per procurarsi minime quantità di particolari elementi chimici.
I principi alimentari si suddividono in 2 gruppi:
1) Calorici: zuccheri, grassi, proteine;
Zuccheri: di origine quasi esclusivamente vegetale. Dovrebbero essere fornite calorie per un quantitativo doppio rispetto ai grassi e vengono utilizzati nelle attività muscolari di durata inferiore ai 20 minuti e di intensità medio-elevata. Le scorte non devono mai essere esaurite.
Grassi: di origine sia vegetale che animale. Sono usati prevalentemente per scopi energetici. Le riserve sono elevate e vengono utilizzati nelle attività muscolari di durata superiore ai 20 minuti e di intensità medio-bassa.
Proteine: di origine sia vegetale che animale. Sono usate prevalentemente per scopi strutturali ma possono essere utilizzate in discreta quantità anche per scopi energetici; in tal caso devono essere ricostituite dopo l'esercizio fisico.
2) Non calorici: vitamine, sali minerali, acqua.
Vitamine: elementi importantissimi e vitali, elementi costitutivi di organi e apparati, indispensabili nella conduzione dei nervi e nella contrazione muscolare.
Acqua: ha un rapido ed imponente riciclo giornaliero; un atleta può perdere 1-2 litri d'acqua l'ora. La disidratazione comporta inizialmente solo riduzione delle prestazioni sportive, ma se si aggrava può portare a seri danni organici; non bisogna mai superare perdite superiori al 4% del peso corporeo.
Un alimento può contenere un solo principio alimentare o più principi alimentari.
Una volta introdotti nell'organismo, dopo il processo di digestione possono essere utilizzati per le funzioni dette in precedenza. Il tipo, la quantità e lo stato fisico degli alimenti, velocizza o rallenta il processo di digestione. Ad esempio, acqua, zuccheri, alimenti liquidi, sono più digeribili di grassi, proteine ed alimenti solidi.
Per metabolismo basale si intende il minimo ed essenziale dispendio energetico di un organismo ai fini della sopravvivenza, con soggetto a riposo. All'aumentare dell'atività fisica effettuata, aumentano le necessità metaboliche. Il metabolismo dell'atleta deve essere valutato in base al tipo di sport, durata dell'attività e intensità dello sforzo. Si misura con le calorie. Il peso del soggetto si riduce se si consumano più calorie di quanto se ne introducono con gli alimenti.

Il recupero è oggi considerato una parte dell'allenamento importante quanto lo stimolo allenante stesso: senza un recupero adeguato l'organismo non riesce ad adattarsi ai carichi di lavoro e il rischio di sovrallenamento e infortuni aumenta. I principali fattori che influenzano il recupero sono:

1) Sonno: è probabilmente il fattore di recupero più importante, perché durante il sonno profondo viene rilasciata la maggior parte dell'ormone della crescita e avviene il consolidamento degli apprendimenti motori; una quantità e qualità di sonno insufficienti peggiorano le prestazioni e aumentano il rischio di infortunio.
2) Immersione in acqua fredda: utilizzata dopo allenamenti intensi per ridurre la percezione di indolenzimento muscolare e l'infiammazione localizzata, anche se il suo effetto sull'adattamento allenante a lungo termine è ancora dibattuto in letteratura, soprattutto se utilizzata dopo allenamenti di forza.
3) Nutrizione: l'assunzione di carboidrati e proteine nelle ore successive all'allenamento favorisce il ripristino delle riserve di glicogeno e la riparazione muscolare; anche una corretta idratazione, per compensare le perdite di liquidi e sali minerali con il sudore, è parte integrante del recupero.

Dalle Olimpiadi di Londra 2012 i blocchi di partenza utilizzati nelle competizioni internazionali sono dotati di una pedana posteriore inclinata e regolabile (kick plate), su cui il nuotatore appoggia un piede arretrato durante la partenza. Questo dispositivo ha modificato la tecnica di partenza rispetto a quella classica descritta nella pagina sulle partenze: la spinta arretrata generata contro la pedana consente un'accelerazione iniziale maggiore e un ingresso in acqua più rapido, ed è per questo motivo che la tecnica di partenza a piedi paralleli è oggi meno diffusa rispetto a quella con un piede avanti e uno arretrato sulla pedana.

Sempre in tema di blocchi di partenza, negli ultimi anni si sono diffusi anche i sistemi automatici di giudizio delle staffette (relay take-off judging system): sensori di pressione integrati nei blocchi rilevano con precisione l'istante in cui il nuotatore in acqua tocca la parete e l'istante in cui il compagno in partenza stacca i piedi dal blocco, permettendo di verificare automaticamente eventuali partenze anticipate (falsa partenza in staffetta) senza dover fare più affidamento solo sul giudizio a occhio dei giudici di gara.