Certains sportifs (particulièrement les marathoniens et les cyclistes) cherchent à augmenter leur endurance et leurs performances en s’administrant ce type d’hormone. L'amélioration de la vitesse des cyclistes utilisant de l'EPO est parfois évaluée à environ 10%. Ce type de pratique dopante peut avoir des conséquences graves, parfois même mortelles. En effet, l’injection d’érythropoïétine synthétique augmente chez un individu la quantité de globules rouges et peut faire passer l'hématocrite de 45 % (chiffre normal) jusqu'à 65 % (chiffre beaucoup trop élevé) (voir l'article polyglobulie). Au cours d’un effort physique prolongé, le sportif imprudent qui a eu recours à un tel procédé voit son sang se transformer en une pâte visqueuse et épaisse (hyperviscosité sanguine), susceptible d’entraîner la formation de caillot et de thromboses. Dans ces conditions, les accidents vasculaires cérébraux ne sont pas rares, et une défaillance cardiaque peut même survenir. Il est également possible que son usage entraîne, plus largement, différents problèmes cardiaques -ce qui permettrait d'expliquer le nombre de plus en plus élevé de morts par arrêt cardiaque de sportif de haut niveau ces dernières années (notamment en football et en cyclisme).
La seconde génération, de type NESP, a été supplantée en 2008 par une EPO de troisième génération, le CERA (Continuous Erythropietin Receptor Activator), une EPO retard recombinante. Cette troisième génération qui a l'avantage d'être efficace sur une période de trois semaines au lieu d'une, est également détectable depuis 2008. Sa détection lors du Tour de France 2008 a permis de confondre les coureurs cyclistes Riccardo Riccò, Leonardo Piepoli et Stefan Schumacher ainsi que Bernard Kohl et Manuel Beltrán.Rachid Ramzi athlète de 1500m vainqueur des jeux olympiques de Pékin en 2008 sur cette même distance s'est fait enlever son titre suite à un contrôle positif à l'EPO cera.
Cette technique consiste à identifier l’EPO de synthèse, lequel est fabriqué dans des cultures de cellules ovaires du hamster chinois, et cet EPO se différencie dans de très petits détails de sa structure protidique. Ces différences sont mis en évidence grâce à un test IEF (=Isoelectrophorese) Le problème de ce test est qu’il est très coûteux, un test vaut au moins 150€, et il nécessite 3 jours de travaux pour une fiabilité maximale permettant de préciser le pourcentage d’epo de synthèse et le pourcentage d’epo naturelle. Mais ces tests ne peuvent être effectués à grand échelle.
L' époétine delta, la quatrième des époétines synthétiques, est produite par une lignée de cellules humaines. Elle est très proche de l'érythropoïétine physiologique, et ne peut donc être distinguée de cette dernière lors des tests urinaires.
En 1997, l’Union cycliste internationale a introduit des contrôles sanguins réguliers, beaucoup moins coûteux que les tests urinaires et appliqués à grande échelle : il est interdit aux coureurs cyclistes d'avoir un hématocrite supérieur à 50%. Mais cette limite est contournée par les cyclistes, qui contrôlent leur hématocrite, par dosages précis ou par des infusions diluant le sang.
De plus, les scientifiques ne peuvent prouver la prise d’EPO par un hématocrite supérieur à 50%, car des hématocrites entre 40% et 54% peuvent se rencontrer chez des personnes non-traitées à l’EPO.
L'hématocrite est déterminé par cytométrie.