Im Verlauf der Lungen- und Atemwegserkrankungen wird der Gasaustausch zunehmend eingeschränkt. Zunächst entwickelt sich die Situation, dass ungenügend Sauerstoff aufgenommen wird [Hypoxämie], später kann noch ein Zurückhalten von CO2 [Hyperkapnie] hinzukommen. Es ist wichtig zu ermitteln, ab wann welche Form auftritt und ob dies nur bei Anstrengung oder auch in Ruhe der Fall ist.

Entsprechend wird man einer Belastungs-BGA bei einer bestimmten Belastung (z. B. 50 Watt) unterzogen (z. B. auf einem Fahrradergometer) und es wird Blut "unter dieser Belastungssituation" abgenommen. Manchmal erfolgt auch eine Belastung im Gehen (z. B. auf einem Laufband oder im Rahmen eines 6-Minuten-Gehtests). Dadurch kann die Frage geklärt werden, ob es sinnvoll ist, unter Belastung zusätzlich Sauerstoff zu nehmen.