运动耐量与肺功能(FEV1评价)无正相关关系，肺康复锻炼之后的患者，其肺功能虽未见好转，而运动耐量却明显改善。支气管扩张剂对运动耐量的影响与它们对FEV1的影响亦无正相关关系。
从病理学的角度来说，运动受限是由于呼吸系统，如呼吸肌、肺通气功能、肺泡毛细血管气体交换以及骨骼肌的功能异常所致，其中呼吸因素可能是最重要的。轻度COPD患者也可能出现这些异常。
COPD主要的病理生理学改变是气道阻塞、肺弹性回缩力减低，导致气流受限、通气阻力增加、通气功能下降和呼吸做功增加；通气血流比例失调，使肺泡通气效能下降，也增加了呼吸功。故通气需求的增加和通气能力的减低导致活动受限和呼吸困难。
COPD患者呼气末肺动态弹性回缩力几乎接近于零，在有效呼气时间内不足以完全排空吸入肺内气体，以至于呼气末肺容量增大，即动态肺过度充气。动态肺过度充气使呼吸肌，主要是膈肌处于不利的力学状态，通气能力进一步下降，进一步增加了呼吸功，降低了运动耐量。动态肺过度充气的程度在不同患者之间存在着很大差异。呼气时患者常通过动员腹肌及肋间肌来克服动态肺过度膨胀，这样进一步增加了呼吸做功。在轻、中度患者中此效应更突出。
骨骼肌功能失调是另外一个降低运动耐量的重要因素，这部分解释了运动耐量下降与FEV1无明显相关性的原因。运动耐量的大小除与心肺功能有关外，还与骨骼肌的质量及力量密切相关。不同患者引起的骨骼肌功能下降的原因各异，包括全身情况差、营养不良，低氧、高碳酸血症以及氧化应激增加等。
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