Les muscles sont organisés en plusieurs types d'architectures, comme les muscles fusiformes, pennés ou circulaires, déterminant leur efficacité et leur force. Chaque muscle est constitué de fibres musculaires entourées de tissu conjonctif. Ce tissu conjonctif assure la protection, la séparation et la transmission de la force. Les muscles sont irrigués par des capillaires sanguins qui apportent l'oxygène et les nutriments nécessaires à leur fonction.

La structure de base d'une fibre musculaire comprend les myofibrilles, compo­sées d'actine et de myosine, qui sont les protéines essentielles à la contraction. L'organisation des sarcomères à l'intérieur des myofibrilles est clé pour la fonction musculaire.

Selon la théorie de Huxley, la contraction musculaire est basée sur le glissement des filaments d’actine et de myosine dans les sarcomères. Cette interaction nécessite l'apport de calcium, dont le relâchement est contrôlé par le réticulum sarcoplasmique. L'ATP est essentiel comme source d'énergie pour détacher la myosine de l'actine et permettre leur mouvement cyclique.

Le système neuro-musculaire assure la coordination entre le système nerveux et les muscles. La jonction neuro-musculaire est le point de contact entre le neurone moteur et la fibre musculaire, où l’acétylcholine est libérée pour initier une contraction. Une unité motrice est ainsi contrôlée par un seul neurone.

Le recrutement musculaire dépend de la sommation spatiale, où plusieurs unités motrices sont activées simultanément, et de la sommation temporelle, où des impulsions nerveuses répétées provoquent une contraction soutenue. Le principe de Henneman indique que les unités motrices sont recrutées de la plus petite à la plus grande selon l'intensité du besoin.

Les contractions isotoniques impliquent un changement de longueur du muscle avec maintien d'une tension constante, typiques lors des exercices dynamiques. En revanche, les contractions toniques, ou isométriques, maintiennent la même longueur musculaire tout en augmentant la tension, comme lors de la posture.