跑步时心率升高主要因为交感神经的兴奋作用。当交感神经兴奋时，体内会产生大量的儿茶酚胺类物质，包括去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺。3种物质都能提高心率，尤其是肾上腺素，可以明显增加心率。因此跑步时心率加快，实际上是身体的一种自我调节作用。
在跑步时，骨骼肌和其他脏器需要更多的血液和氧气，以满足组织代谢的需求。因此就需要心率加快，以提供更多的营养和氧气。所以跑步时身体会自动进行调节，根据运动量的大小，心率会轻微增加。例如在散步时，心率可能会轻微上升。但是在剧烈活动中，比如快速跑100米，跑完100米后，心率可能会大幅上升 至140-150次/分，甚至有些人可能达到170-180次/分。