心率變異度(Heart Rate Variability, HRV)測量的臨床應用開始於1965年，1996年更由歐洲心臟學會(European Society of Cardiology)及北美心律電生理學會(North American Society of Pacing and Electrophysiology)所成立之特別工作小組公佈「心率變異性之量測、生理意義、及臨床應用」之國際標準。此後，不斷有學者運用HRV研究自律神經系統與各種身心疾病的關連性。

　　壓力是常見的致病因素之一，當壓力超出個人因應能力時就容易罹患不同的身心疾病，其中與自律神經系統相關的各種疾病更是常見。壓力通常會增加交感神經、減少副交感神經對心臟的調控。因此，從HRV的測量可以看出，代表交感與副交感神經活性指標的低頻 (low frequency, LF) 成份將跟著增加，而代表副交感神經活性指標的高頻 (high frequency, HF) 成份則跟著減少，代表自律神經活性平衡的低頻/高頻成份 (LF/HF ) 比值也就可能跟著增加。
HRV也常被用來研究焦慮症、憂鬱症與心臟血管疾病之間的關係。對焦慮症而言，一致性的發現是HRV的減少，尤其是HF成份；這意味著副交感神經調控的減少，也就是失去自律神經系統的調控彈性(flexibility)。一般而言，焦慮對自律神經系統功能的影響被認為來自於較高的神經行為(neurobehavioral)系統，如，透過對內側前額葉皮質(medial prefrontal cortex)功能的干擾。

　　憂鬱症與冠狀心臟疾病(coronary heart disease)間的關係是多元的，其中也包括自律神經系統功能的失調，如，HRV的減少，反映出交感神經的過度調控及副交感神經的調控不足，也是冠狀心臟疾病死亡率的一個重要預測因子。多數文獻指出在急性冠狀動脈症病人中，併有憂鬱症者的HRV比沒有者較低。憂鬱的心肌梗塞病人中也可發現HRV的減少，尤其HF成份。抗憂鬱劑，如血清素在吸收抑制劑(SSRI)，則被發現可減少心肌梗塞病人的醫療發病率與致死率。

　　對疑似罹患冠狀動脈疾病(coronary artery disease)病人所進行的一項研究指出，正向情緒與較多的HF成份、較少的LF成份有關，也就是較少可能罹患心臟血管疾病。有研究指出，心肌梗塞之後生活形態復健計畫，特別是停止抽煙與規律運動等，可以改善交感/副交感神經的平衡。其他的介入方法，如生理回饋(biofeedback)、情緒管理訓練等，對於增加HRV也有相當的助益。