在跑道或地面跑步的時候，腿部的循環動作，特別是後蹬的動作，會不斷把人體重心（center of mass）送前。反過來說，在跑步機上跑步時，腿部的循環動作只是不斷把人體重心固定於某一個位置，所以無論在力學或神經肌肉的動作模式上，在跑步機上跑步與真正在地面上跑步有很大的出入。因此，有些專家認為在跑步機上練習是違反了運動訓練理論中的專項性原則（Principle of Specificity），甚致會對跑步的效能（running economy）做成了負面的影響。另一方面，跑步機的擁護者則堅持跑步機有兩大優點，第一就是透過調校跑步機的傾斜度，可以模仿上坡跑（hill running）練習；第二就是可以更準確地設定跑步機運作的速度，方便進行步速（pacing）練習。
早於 1970 年，Pugh 已著手研究在地面上和跑步機上跑步對氧氣需求的分別。Puge 發現，在跑步機上跑步時，跑速與攝氧量成直線（linear）關係；在地面上跑步時，跑速與攝氧量卻成曲線（curvilinear）關係。同時，Pugh 發現當跑速作相同單位的增加時，在地面上跑步時的攝氧量高於在跑步機上跑步時的攝氧量。Pugh 把這差異歸因於風阻（air resistance）上，而這個論點亦非常有理據，因為風阻是與速度的平方成正比，所以當速度增加時，風阻便越加緊要，能量的消秏也就越加厲害。正如 Pugh 指出，當跑速為 21.5 千米 / 小時（約 6 米 / 秒 或 67 秒 / 400 米）時，能量消秏約為 8%，但當速度增加至 10 米 / 秒（即 10 秒完成 100 米）時，能量消秏便倍升至 16%。
