Kinesiologia on tutkimus kehon biomekaniikasta, siitä, miten se liikkuu ja miten sen ei pitäisi liikkua. Urheilukinesiologia on tällä alalla erikoistunut tiede, joka on omistettu urheilullisille ponnisteluille. Tähän sisältyy tehokkaimpien anatomisten manipulaatioiden tutkiminen parhaiden tulosten saavuttamiseksi eri urheilulajeissa tai uusien laitteiden kehittäminen, jotka mahdollistavat paremman turvallisuuden tai paremman pelin.
Useat yliopistot tarjoavat urheilukinesiologian perustutkintoa tai jatkotutkintoa. Nämä ovat usein osa laajempia urheilulääketieteen tai fyysisen kunnon koulutusohjelmia. Kaiken kaikkiaan tämä ala sisältää kokonaisvaltaisen lähestymistavan, jossa tarkastellaan niinkin näennäisesti erilaisia aloja, kuten fysiikka, antropologia, anatomia ja biotekniikka.
Urheilukinesiologia hajottaa jokaisen urheilulajin sen anatomiseen ytimeen. Esimerkiksi jalkapallossa tehdään perusteellisia analyyseja löytääkseen erilaisia tapoja, joilla jalan tulisi lyödä palloa parhaan pyörimisen ja nopeuden saamiseksi sekä käsivarsien ja pään asennon suhteen jalkoihin. Maalivahdeille urheilukinesiologit analysoivat asennot, jotka tarjoavat parhaan verkon peiton, ja anatomiset vaatimukset hyppäämiseen tai palloon tarttumiseen.
Itse varusteet ovat toinen keskeinen näkökohta urheilukinesiologiassa. Howard Head käytti fysiikkaa ja biomekaanisia tietoja 1960-luvulla kehittääkseen alumiinisen tennismailan, joka paransi puista muotoilua kasvojen koon ja pallon nopeuden suhteen. Uusi maila oli samalla myös pelaajien kannalta kevyempi käsitellä. Tämän parannuksen jälkeen tennis muuttui paljon nopeammaksi.
Varusteita on paranneltu kaikissa lajeissa urheilukinesiologian avulla. Melko tuore esimerkki koskee vuoden 2010 jalkapallon MM-turnauksessa käytetty Adidas-pallo, josta pelaajat valittivat. Urheilukinesiologit totesivat, että sisäiset ompeleet tavanomaisten ulkopuolisten ompeleiden sijaan saattoivat aiheuttaa vaikeuksia oikean lentoradan saavuttamisessa ja vielä enemmän vaikeuksia maalivahdeille, jotka yrittävät saada sen kiinni.
Eri lajien biomekaniikkaa tutkimalla urheilukinesiologit pystyvät selvittämään, mitä lihasryhmiä tulisi harjoitella eniten ja millä tavalla simuloida kentän olosuhteita. Tämän tutkimuksen avulla valmentajat ja pelaajat voivat myös tietää, mitä niveliä tulisi venyttää eniten ennen harjoituksia ja pelejä. Kunkin lajin parhaiden pelaajien liikkeitä tutkimalla voidaan myös kerätä tietoa siitä, mitkä liikkeet tuottavat hedelmällisimpiä tuloksia kentällä.