La CI se basa en el principio del intercambio de gases; la respiración en un calorímetro produce depleción de O2 y acumulación de CO2 en la cámara de aire. La cantidad de O2 consumido y de CO2 producido se determina multiplicando la frecuencia de ventilación, típicamente de 1 L/seg, por el cambio en la concentración del gas. El GE se calcula usando el consumo de O2, la producción de CO2. El cociente respiratorio es un componente importante en la determinación de la CI y se define como la relación que existe entre la producción de CO2 y el consumo de O2; tiene un valor de 1,0 para la oxidación de carbohidratos, de 0,81 para la proteína y de 0,71 para la grasa.