Resumo -Poucos são os estudos que possibilitam verificar quais as respostas fisiológicas são associadas ao desempenho em uma amostra de ciclistas de elite nacional. Portanto, o objetivo do presente estudo foi determinar e relacionar diferentes índices fisiológicos aeróbios com o desempenho em testes contra relógio de 4 e 20km em ciclistas de alto nível. A amostra foi composta por 14 ciclistas profissionais de elite nacional do sexo masculino (28,5 ± 4,7 anos, 73,47 ± 8,29 kg, 176 ± 6,76 cm), que realizaram um teste progressivo em laboratório para a determinação do consumo máximo de oxigênio (VO 2 max: 62,23 ± 8,28 ml·kg·min -1 ), intensidade relativa ao VO 2 max (iVO 2 max: 500,83 ± 58,65 w), economia de movimento (EM: 0,1166 ± 0,0362 ml·kg·min·w -1 ) e 1º e 2º limiares ventilatórios (LV1: 348,21 ± 43,26 w; LV2: 417,86 ± 60,79 w, respectivamente). Também foram submetidos a duas provas de 4 e 20km contra relógio. Para correlação entre os índices fisiológicos e desempenho, foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson (p< 0,05). Não foi encontrada correlação entre os índices fisiológicos (VO 2 max absoluto e relativo, iVO 2 max, EM, LV1 e LV2) e o desempenho de 4km (r= 0.38; 0.16; -0.33; 0.20; -0.50; -0.20, respectivamente) (28.5 ± 4.7 years old, 73.47 ± 8.29 kg, 176 ± 6.76 cm), who performed a progressive test in laboratory to determine maximal oxygen consumption , intensity relative to VO 2 max (iVO 2 max: 500. 83 ± 58.65w), movement economy (EM: 0.1166 ± 0.0362 ml•kg•min•w-1), and the first and second ventilatory threshold (LV1: 348.21 ± 43.26 w; LV2: 417.86 ± 60.79 w, respectively (r= 0.38; 0.16; -0.33; 0.20; -0.50; -0.20, respectively) and 20 km (r= 0.24; 0.01; -0.13; -0.12; -0.48; -0.19, respectively) time trial in high level athletes. These results suggest that these variables are not able to explain the performance in time trials in the respective lengths, probably due to the subjects' homogeneity.