肠道微生物用于预测饮食和/或训练干预的表现的理论基础是1）运动对肠道微生物的影响；2）与运动营养相关的饮食成分或模式对肠道微生物的影响；3）肠道微生物对饮食和运动的表现反应的影响。
营养是一般健康和体能提高的重要组成部分，是运动员优化表现的重要工具之一。肠道微生物对运动表现的潜在影响。训练中的成功表现，如时间试验或重复最大负荷，以及一般代谢健康是代谢反应的两个不同方面。
由于年龄、性别、训练史、初始训练状态、心理因素以及训练的方式、持续时间、强度和频率等因素，对训练和营养的生理反应发生了变化。遗传学也已成为运动训练和潜在能量饮食成分反应变异领域的一大研究课题。肠道微生物的变异性也可能影响训练和营养后的表现。
许多微生物组学研究集中于生活方式因素对肠道微生物的影响，如饮食和运动。肠道微生物组成和功能的变异性也推动了肠道微生物特征之间关系的研究，如多样性或某些分类群的存在、缺失或数量，以及宿主健康。精确营养研究正在调查如何预测血糖反应、甘油三酯、胆固醇水平和其他健康指标的个体差异，以此作为个性化营养建议和预防肥胖和2型糖尿病等饮食相关慢性病的方法。
美国加利福尼亚大学戴维斯分校营养系的研究人员在综述文章中深入地讨论肠道微生物和饮食对运动成绩的交互作用，并强调这一领域进一步研究的必要性。在PubMed和Google Scholar上进行文献搜索，包括关键词“肠道微生物”、“运动”、“表现”、“变异性”和“效果”的组合，以确定相关研究。最早的研究发现于2008年由Matsumoto等人发表，但随后进行了一系列旨在确定运动对肠道微生物影响的研究。尽管一些研究在干预试验和运动员或活跃个体与久坐个体的横截面或观察比较中对人进行了研究，大多数研究调查了运动对啮齿类动物肠道微生物的影响。
2、个性化运动营养的基础
肠道微生物与人类健康和代谢的调节有关。这种微生物“器官”与营养相关的慢性疾病如肥胖和糖尿病有关，也被证明影响系统功能，包括免疫功能和大脑功能。肠道微生物可能通过代谢产物的产生等机制影响健康，这些代谢产物可影响多种宿主系统和代谢途径。
肠道微生物不是一个固定的特征，而是对环境刺激作出反应，是人类超有机体的一个可塑部分。肠道微生物受多种生物和生活方式因素的影响，如饮食、遗传学、抗生素、运动和环境（如污染物、城市与农村等）。
每个人的肠道微生物都是不同的。因此，个体肠道微生物是决定饮食反应个体间差异的关键因素。肠道微生物已被证明可以改变饮食和运动的效果，使其与运动员追求最佳表现相关。了解肠道微生物在决定饮食反应中的作用，可能会为制定个性化运动营养方案提供帮助。肠道微生物和个性化营养越来越引起人们的兴趣，个性化营养与运动表现相结合可以产生令人惊讶的效果。运动员非常积极地利用任何可能提高他们成绩的优势，无论这些优势多么小。
运动员对膳食补充剂（如咖啡因和抗氧化剂）的反应的个体间差异性归因于遗传多态性和基线抗氧化剂浓度。然而，肠道微生物已被确定为抗氧化剂生物利用度和代谢的重要因素，并可能通过调节N-乙酰转移酶2（NAT2）基因的表达等机制参与咖啡因代谢。肠道微生物的变异性与血清类胡萝卜素浓度的变异性有关，这表明肠道微生物确实在调节抗氧化代谢中发挥作用。
个性化运动营养包括运动或活动的类型、个人的训练状态、运动员的目标、比赛季节的时间、运动员的食物偏好以及生物特征，如遗传多态性、RNA表达和表观遗传修饰，试图优化运动表现和对训练计划的反应。肠道微生物是饮食反应的潜在预测因子，会影响向运动员的饮食成分、补充剂和饮食模式的代谢。肠道微生物通过调节饮食和膳食补充剂的代谢，有可能导致反应的变异性。肠道微生物还可能通过影响食物成分的个体代谢和/或对运动刺激的稳态压力或训练负荷的适应而导致这种变异性。因此，肠道微生物可能是运动成绩预测因子可以纳入个性化运动营养系统。用肠道微生物代表个性化运动营养领域预测训练效果正在成为一个新的研究领域，定期报告对训练和体力活动的高个体间变异性，
