Urheilijoiden mentaalivalmennus tarkoittaa psyykkisten taitojen tavoitteellista kehittämistä niin, että urheilija pystyy käyttämään fyysistä ja teknistä osaamistaan mahdollisimman hyvin juuri kilpailu- ja harjoitustilanteissa. Siinä ei pyritä vain "kovempaan tahtoon", vaan hermoston vireystilan, tarkkaavuuden, mielikuvien, itsesäätelyn ja tilanteenmukaisen reagoinnin harjoittamiseen.

Keskeinen osa mentaalivalmennusta on hermoston vireystilan säätely. Yksinkertaistaen voidaan sanoa, että sympaattinen hermosto valmistaa toimintaa, nostaa valppautta ja mobilisoi energiaa, kun taas parasympaattinen hermosto liittyy rauhoittumiseen, palautumiseen ja tasapainon palauttamiseen. Suorituskyvyn kannalta olennaista ei ole vain korkea vireys tai syvä rauha, vaan kyky löytää kuhunkin tilanteeseen sopiva säätelytaso. Liian korkea ylivireys voi heikentää ajoitusta, tarkkuutta ja päätöksentekoa, kun taas liian matala vireys voi heikentää terävyyttä, räjähtävyyttä ja kilpailuvalmiutta. Sama säätelykyky vaikuttaa myös palautumiseen: urheilijan on osattava paitsi syttyä, myös laskeutua.

Eri urheilulajit vaativat mentaalivalmennukselta erilaisia painotuksia. Kestävyyslajeissa korostuvat rytmi, kuormituksen sieto, pitkäjänteinen tarkkaavuus, sisäisen puheen hallinta ja kyky säilyttää tarkoituksenmukainen suhde epämukavuuteen. Voimalajeissa tärkeitä voivat olla räjähtävyyden käynnistäminen, itseluottamuksen virittäminen, aggressiivisen energian hallittu käyttö ja suoritushetken yksinkertaistaminen. Taitolajeissa taas painottuvat ajoitus, hienomotoriikka, liikelaatu, sisäinen ennakointi ja se, ettei tietoinen kontrolli ala häiritä automatisoitunutta osaamista. Joukkuelajeissa mukaan tulevat lisäksi toisten pelaajien lukeminen, tilanteiden ennakointi, roolien hallinta, yhteinen rytmi ja kyky toimia nopeasti muuttuvassa vuorovaikutuskentässä.

Taito- ja joukkuelajeissa mentaalivalmennusta voidaan kohdentaa erityisen hedelmällisesti myös hermoston ennakointijärjestelmiin. Urheilija ei toimi vain sen perusteella, mitä juuri nyt näkyy, vaan myös sen perusteella, mitä hän odottaa, lukee ja ennakoi tapahtuvaksi. Tässä mielessä toisten liikkeiden, rytmien ja toimintatapojen sisäistämisellä on suuri merkitys. Harjoittelussa voidaan hyödyntää myös sellaisia mielikuvallisia menetelmiä, joissa urheilija joko samaistuu malliin ikään kuin sisältäpäin tai tarkastelee suoritusta dissosioituneemmin ulkopuolisesta näkökulmasta. Näin voidaan vahvistaa sekä sisäistä tuntoa siitä, miltä hyvä suoritus tuntuu, että kykyä nähdä suorituksen rakenne selkeämmin.

Tällainen työskentely liittyy laajempaan ilmiöön, jossa ihminen omaksuu toisten toiminnan malleja havainnoimalla, eläytymällä ja toistamalla. Tässä yhteydessä on puhuttu myös peilisoluista, koska toisen toiminnan näkeminen ja oman toiminnan sisäinen valmistelu näyttävät liittyvän läheisesti toisiinsa. Samantyyppistä periaatetta hyödynnetään myös esimerkiksi teatteritaiteessa, jossa rooliin asettuminen, toiminnan sisäinen mallintaminen ja näkökulman vaihtaminen muovaavat ilmaisua ja läsnäoloa.

Urheilijoiden mentaalivalmennuksen tavoitteena ei siis ole vain lisätä motivaatiota, vaan kehittää sellaista hermoston, huomion ja kokemuksen hallintaa, joka tukee sekä suorituskykyä että palautumista. Parhaimmillaan urheilija oppii tunnistamaan, millainen sisäinen tila tukee juuri hänen lajiaan ja tehtäväänsä, ja myös rakentamaan tuon tilan tarkoituksellisesti silloin, kun sillä on eniten merkitystä.