Galvenās pētniecības metodes Sporta kustību izpētes metodoloģija balstās uz sistēmiski strukturālo pieeju. Cilvēka ķermenis tiek apskatīts kā kustīga, sarežģīta pašregulējoša sistēma, bet izpildītās darbības kā mainīgas kustību sistēmas, kur katrai kustību sistēmai ir noteikts sastāvs un struktūra. Sporta biomehānikas metode – sistēmiskā analīze un sistēmiskā sintēze.
Jebkurā sarežģītā cilvēka motorā darbībā (kustību sistēmā) ir liels skaits elementāru kustību. Ar mūsdienu instrumentālajām pētniecības metodēm var izmērīt šo daļu, elementu vērtības, noteikt vērtību izmaiņas kustības izpildes gaitā. Kustības elementus var sadalīt tādos, kas izmainās laikā (kustības daļas, fāzes), un tādos, kas izmainās telpā, piem., locītavu kustības. Sīkās kustības fāzes var apvienot lielākās, atsevišķus kustības elementus apvienot grupās. Kustību sistēmu var sadalīt apakšsistēmās, apakšsistēmas – zemāka līmeņa apakšsistēmās. Kustību sistēmas sastāva un organizatoriskās struktūras noteikšana ir kustību analīzes un uz tās balstītās analītisko kustību mācīšanas metožu neatņemama sastāvdaļa. Attiecīgās motorās darbības apgūšanai nepieciešamo palīgvingrinājumu, imitācijas vingrinājumu izstrādāšana nav iespējama bez kustības sastāva noteikšanas.
Kustību sistēma kā veselums nav vienkārša tās sastāvdaļu summa. Kustību sistēmas daļas, fāzes ir savstarpēji saistītas. Šīs saites nav haotiskas, bet likumsakarīgas, t. i., kustību sistēmai ir noteikta struktūra. Sarežģītai kustībai ir daudzstruktūru raksturs. Analizējot kustības kinemātiskās īpatnības, nosaka tās kinemātisko struktūru – ķermeņa un tā daļu ātrumu, paātrinājumu, trajektorijas, kustības daļu, fāžu laika attiecības, atkārtošanās biežumu un citas pazīmes. Kinemātiskā struktūra neatspoguļo tikai kustības sastāvu un kinemātiskos raksturlielumus, bet arī to savstarpējo sakarību. Pētot kustības dinamiskās likumsakarības, analizē kustību sistēmas dinamisko struktūru – virzošos un pretestības spēkus. Kustību sistēmas kinemātiskā un dinamiskā struktūra ir cieši saistīta. Šo saistību raksturo sistēmas ritmiskā struktūra. Ritmiskā struktūra raksturo kustības apguves līmeni, sportista tehnisko meistarību. Pētot ķermeņa daļu, muskuļu grupu darbību fiziskā vingrinājuma izpildes laikā, nosaka kustību sistēmas anatomisko struktūru. Kustību vadīšanā piedalās dažādi sajūtu orgāni, tāpēc attiecīgu kinestēzisko sajūtu izveidošana ir būtisks kustību apgūšanas nosacījums. Šajā gadījumā runā par kustību sistēmas sensoro struktūru. Visas minētās struktūras parādās kā atsevišķas, savstarpēji saistītas kustību sistēmas struktūras daļas. Tās atspoguļojas cilvēka apziņā kā motorās darbības psiholoģiskā struktūra, kā priekšstati par motorās darbības dažādiem aspektiem.
Kustību sistēmai ir dinamisks raksturs. Tās attīstība notiek pedagoga vai trenera vadībā, aktīvi šajā procesā piedaloties sportistam. Tāpēc kustību sistēmas attīstības procesā var izdalīt vairākas objektīvas tendences: integrāciju un diferenciāciju, stabilizāciju un mainīgumu, standartizāciju un individualizāciju. Par integrācijas procesu kustību sistēmā liecina tas, ka, paaugstinoties sportista meistarībai, kustības daļas un elementi saplūst vienā nepārtrauktā darbībā, kurā visas kustības vērstas uz vienu mērķi – kustības uzdevuma izpildi. Kustības komponenti, apvienojoties vienā veselumā, mainās paši, izmainās sistēma kopumā, tajā parādās jaunas, nebijušas īpašības – palielinās ātrums, uzlabojas precizitāte, pieaug spēks. Vienlaikus kustību sistēmā notiek diferenciācijas process – sportists arvien labāk spēj diferencēt kustības vissīkākās detaļas, izprast to nozīmi un regulēt to izpildi. Parādās vēl viena raksturīga diferenciācijas izpausme – kustību daļu nosacīta patstāvība, autonomija, spēja vienlaikus izpildīt tieši nesaistītas kustības.
Kustības uzdevuma nosacījumu izpildei nepieciešama precīza visu kustības raksturlielumu atkārtota demonstrēšana nemainīgos (standarta) vai mainīgos apstākļos. Daudzkārt atkārtojot vienu un to pašu kustības uzdevumu, kustības rādītāji mainās, tāpēc ir svarīga kustību sistēmas stabilizācija, t. i., kustības raksturlielumu nemainīguma un noturības paaugstināšana pret novirzes izraisošiem faktoriem. Izpildot motoro darbību mainīgos sacensību apstākļos, mainoties sportista stāvoklim (trenētībai, nogurumam), noviržu lielums palielinās, pieaug kustības rādītāju vērtību izkliede, samazinās izpildes stabilitāte. Biomehānisko raksturlielumu variēšana ir likumsakarīgs process, bez tā nebūtu iespējams nodrošināt sistēmas stabilitāti, noturību mainīgos izpildes apstākļos. Motoro darbību mācīšanas un kontroles process nevar būt pilnvērtīgs, ja nav zināmas kustības būtisko raksturlielumu variēšanas pieļaujamās robežas, cēloņi, kas izraisa biomehānisko raksturlielumu izmaiņas, un paņēmieni, kā šīs novirzes koriģēt.
Sporta veidu tehnika evolucionē, iepriekšējos paņēmienus nomaina jauni, racionālāki. To sekmē pieaugošais zināšanu apjoms, kas ļauj teorētiski dziļāk pamatot kustības uzdevuma realizēšanas paņēmienus, paaugstināt sportistu fiziskās iespējas. Tāpēc katram laikam ir sava ”mūsdienu” tehnika, tehnikas ideāls, tehnikas standarts. Sportisti cenšas šo standartu apgūt. Sporta tehnikas standartizācija vērsta uz to, lai nodrošinātu racionālā varianta vienādu izpratni un apgūšanu. Visi cilvēki atšķiras cits no cita ar morfoloģiskajām un funkcionālajām īpatnībām. Tiem ir dažāds augums, svars, ķermeņa daļu garums, atšķirīgs muskuļu spēks un citi rādītāji. Tas nozīmē, ka nepieciešama arī atbilstoša sporta tehnikas individualizācija. Pretrunu starp tehnikas standartizāciju un individualizāciju izdodas novērst, pirmkārt, orientējot uz attiecīgo sporta veidu cilvēkus ar noteiktiem ķermeņa uzbūves rādītājiem (ķermeņa izmēriem, proporcijām un konstitucionālajām īpatnībām jeb ķermeņa daļu ģeometriskajām atšķirībām), atbilstošu fiziskās sagatavotības līmeni un fiziskās sagatavotības struktūru (spēku, ātrumu, izturību un citām īpašībām), otrkārt, saprotot, ka standartizēti tiek sporta tehnikas pamati un standartizācija neizslēdz atsevišķu tehnikas rādītāju individualizāciju. Visu nosaka tehnikas standartizācijas un individualizācijas mērs, pakāpe.
