Introducción. El entrenamiento muscular respiratorio es una técnica fisioterapéutica usada para incrementar la fuerza de la musculatura respiratoria, sin embargo pocos estudios han abordado los cambios fisiológicos relacionados con esta intervención en pacientes con ventilación mecánica.Objetivo. Determinar los cambios fisiológicos relacionados con el entrenamiento muscular respiratorio en pacientes con ventilación mecánica.Materiales y métodos. Se realizó un análisis de datos secundarios en el marco del estudio “Eficacia del entrenamiento muscular respiratorio en el destete de la ventilación mecánica en pacientes con ventilación mecánica por 48 horas o más: Un ensayo clínico controlado”. La población estuvo conformada por los 62 pacientes del grupo experimental del estudio principal, quienes recibieron entrenamiento muscular respiratorio. Los valores de frecuencia cardiaca, frecuencia respiratoria, presión arterial, saturación de oxígeno y volumen corriente fueron registrados. La diferencia entre el promedio de cada una de las variables fue analizada mediante la prueba de t pareada, mientras que para el análisis de los cambios fisiológicos entre sesiones de entrenamiento se empleó la prueba de Kruskal-Wallis.Resultados. Se observaron diferencias significativas entre las variables fisiológicas antes y después del entrenamiento muscular respiratorio (p<0.05), a excepción del volumen corriente y la presión arterial media (p>0.05). Por el contrario, no se observaron diferencias significativas en ninguna de las variables fisiológicas entre sesiones de entrenamiento (p>0.05)Conclusiones. El entrenamiento muscular respiratorio es una intervención terapéutica viable y tolerable en esta población.