Als Höhentraining wird das Training in der „Höhe“ bezeichnet. Ab einer Höhe von 2.000 m spricht man allgemein davon, dass die „Luft dünner“ wird. Der Sauerstoffgehalt der Luft ist mit 20,9% überall auf der Welt gleich. Der Luftdruck sinkt jedoch mit zunehmender Höhe, wodurch gleichzeitig der Sauerstoffpartialdruck der Umgebungsluft abnimmt. Beispielsweise beträgt der Luftdruck auf Meereshöhe 1013 hPa und in 2500 m Höhe nur noch 740 hPa. Die Luftzusammensetzung und damit der Sauerstoffanteil sind (zumindest im für Höhentraining relevanten Bereich) auf verschiedenen Höhen weitgehend gleich. Der Sauerstoffpartialdruck sinkt mit zunehmender Höhe entsprechend dem Luftdruck, sodass ein Kubikmeter Atemluft in der Höhe weniger Sauerstoff enthält als auf Meeresniveau. Dieser Faktor führt somit zu einer Unterversorgung unseres Körpers mit Sauerstoff (Hypoxie).

Infolge dieser Einflüsse sind sportliche Parameter wie Ausdauer, Schnelligkeit (insbesondere Reaktionsschnelligkeit), motorisches Gleichgewicht und Bewegungskoordination schon bei kurzem Höhenaufenthalt beeinträchtigt. Maximalkraft und Kraftausdauer hingegen sind unter akuter Hypoxie kaum verändert, Auswirkungen zeigen sich erst nach längerem Sauerstoffmangel.

Besonders beim Training in natürlicher Höhe wird meist nach dem Konzept Live High-Train High (LHTH) gearbeitet. Dies bedeutet, dass der Sportler eine gewisse Zeit in großer Höhe lebt und auch dort trainiert. Durch die leichtere Erreichbarkeit von Höhentrainingszentren und die Verfügbarkeit von Höhenkammern wurden in den letzten Jahren jedoch alternative Verfahren entwickelt, da so ein schneller Wechsel zwischen verschiedenen Höhenlagen möglich ist. Insbesondere das Konzept Live High-Train Low (LHTL) gilt heute als erfolgversprechend: Sportler, die in der Höhe leben und schlafen, aber auf Normalhöhe trainieren, verbinden die Vorteile der Höhenakklimatisation mit der Möglichkeit, in voller Intensität zu trainieren, was bei Training in der Höhe nicht möglich ist. Eine weitere Möglichkeit ist Living Low-Training High (LLTH), wobei der Sportler im Tiefland lebt, aber zum Training die Höhe aufsucht. Trainingskonzepte, bei denen sich Trainingsphasen in Hypoxie und unter Normalbedingungen abwechseln, werden als „Intermittierendes Höhentraining“ oder „Hypoxiegestütztes Training“ bezeichnet und sollen die Vorteile des Trainings in Höhen- und Tallagen verbinden.

Welche dieser Methoden am besten als Trainingsmethode geeignet ist, kann stark von der fraglichen Sportart, aber auch vom jeweiligen Sportler abhängen, da Unterschiede in der individuellen Eignung für Höhentraining vermutet werden.

Hierbei sind viele Experten und Mediziner unterschiedlicher Meinung. Ein Mindestaufenthalt von einer Woche bis zu zehn Tagen ist jedoch erforderlich, um nach einer ausreichenden Anpassung ein effizientes, d.h. leistungssteigerndes Training durchführen zu können. Optimal geeignet wären Aufenthalte von drei bis vier Wochen. Hochleistungssportler führen oft mehrmals im Jahr spezifische Höhentrainingslager durch.

Die Wirkungsdauer des Trainings und der Anpassungseffekte in der Höhe ist in der Wissenschaft weiterhin umstritten. In den ersten Tagen nach einem längeren Aufenthalt in großer Höhe sollte auf jeden Fall eine Regenerationsphase mit reduziertem Trainingsumfang und geringer Intensität eingelegt werden. Oft kann es vorkommen, dass es erst einmal zu einem Leistungseinbruch kommt. Hier kann eine kleine Pause helfen, wieder auf die Beine zu kommen. Verschiedene Studien kommen zu dem Ergebnis, dass die Wirkung eines guten Höhentrainings zwischen drei bis fünf Wochen anhält, vermutlich sogar länger. Die biologische Lebensdauer der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) im menschlichen Körper ist mit nur 120 Tagen begrenzt. Somit kann eine Wirkung von über vier Monaten ausgeschlossen werden.