Berbeda dengan olahraga di darat yang sering kali memberikan beban kejut, olahraga air menawarkan mekanisme unik dalam melatih organ vital manusia melalui prinsip tekanan dan daya apung. Proses di mana renang meningkatkan kekuatan otot jantung terjadi melalui adaptasi fisiologis yang berkelanjutan terhadap lingkungan yang kekurangan oksigen secara periodik (hypoxic training). Ketika wajah berada di dalam air, tubuh secara otomatis mengaktifkan mammalian dive reflex yang secara perlahan menurunkan denyut nadi namun di saat yang sama menuntut kontraksi jantung yang lebih kuat untuk menjaga suplai darah tetap stabil ke otak dan otot rangka.
Kekuatan otot jantung tidak hanya diukur dari seberapa cepat ia berdetak, tetapi seberapa efektif ia mampu memompa darah dengan tekanan yang pas. Saat seseorang berada dalam posisi horizontal di air, gravitasi tidak lagi membebani sistem sirkulasi sebagaimana saat berdiri atau berlari. Kondisi ini memungkinkan renang meningkatkan kekuatan otot jantung dengan cara membiarkan ventrikel kiri jantung terisi lebih maksimal sebelum melakukan kontraksi. Latihan ini secara perlahan membuat dinding jantung menjadi lebih tebal dan elastis secara sehat (physiological hypertrophy), yang berbeda jauh dengan penebalan jantung akibat penyakit darah tinggi yang bersifat merusak.
Aktivitas renang yang melibatkan gerakan tangan dan kaki yang repetitif memerlukan energi yang besar, yang berarti metabolisme basal tubuh akan meningkat. Selama proses ini, jantung dipaksa untuk beradaptasi dengan kebutuhan energi yang naik-turun. Mekanisme bagaimana renang meningkatkan kekuatan otot jantung juga melibatkan perbaikan sistem saraf otonom, di mana keseimbangan antara saraf simpatis dan parasimpatis menjadi lebih harmonis. Hal ini membuat seseorang menjadi lebih tenang dan tidak mudah mengalami palpitasi atau jantung berdebar saat berada di bawah tekanan stres psikologis yang berat dalam kehidupan sehari-hari.