L'esercizio fisico, se viene svolto in maniera costante nel tempo, provoca degli adattamenti nell'organismo. Questi adattamenti sono a carico dell'intero organismo, ma sopratutto a carico del tessuto muscolare e, a seconda degli obiettivi che l'allenamento si propone di raggiungere, gli adattamenti possono anche coinvolgere in maniera molto considerevole gli apparati cardio circolatorio e respiratorio (sopratutto per quanto riguarda gli allenamenti di endurance).

Gli adattamenti dell'apparato muscolare

Il tessuto muscolare, se viene sottoposto ad esercizio fisico intenso, tra gli adattamenti che subisce, quello dell'incremento della capacità di forza è senza dubbio molto interessante.
Anche se l'obiettivo dell'allenamento sportivo, non è propriamente quello della forza, ma ad esempio la capacità di resistenza (endurance), anche applicando metodologie non proprio mirate, un aumento della capacità di forza si registrerà comunque.
Insieme alla capacità di forza, vi anche l'aumento della massa muscolare. D'altronde, tra i motivi che determinano la forza muscolare, vi è proprio l'aumento della sua sezione trasversa grazie all'aumento delle proteine contrattili (actina e miosina) che formano le miofibrille.

Altri incrementi riguardano la capacità di resistenza (endurance), grazie ad adattamenti sempre a carico della fibra muscolare, ma non dovuti all'aumento delle proteine contrattile actina e miosina, ma per il miglioramento del corredo di enzimi propri dei metabolismi energetici che migliorano l'utilizzo dei substrati energetici, un aumento di dimensione e numero dei mitocondri (gli organuli cellulari sede della respirazione cellulare, determinante per la performance del metabolismo aerobico), ed una maggiore affinità per l'ossigeno da parte della mioglobina.

L'aumento della massa muscolare

Se sottoposto ad esercizio, il tessuto muscolare è in grado di aumentare la propria massa. L'aumento della massa avviene in due modi distinti:

• aumento temporaneo. E' tipico dei primi giorni di esercizio fisico venendo da una condizione di inattività. Il muscolo aumenta la propria massa essenzialmente per l'accumulo del liquido della cellula (citoplasma) muscolare;
• aumento permanente. Se l'esercizio fisico diventa una attività costante e metodica, il tessuto muscolare incomincia ad aumentare la propria massa. l'aumento avviene in due modi:
  • ipertrofia muscolare. E' l'aumento della sezione trasversa delle fibre muscolari a causa dell'aumento delle miofibrille (costituite dalle proteine contrattili actina e miosina) e di tessuto connettivo.
    Dopo l'esercizio, durante il periodo di riposo, il nostro organismo entra nella fase del metabolismo detta "fase anabolica", nella quale vengono ripristinati i livelli di energia per esercizio e riparati i tessuti danneggiati. L'anabolismo può avvenire grazie alla secrezione, da parte delle ghiandole endocrine preposte, di ormoni ad effetto anabolico.
  • iperplasia muscolare. E' l'aumento del numero delle fibre muscolari. E' un fattore di cui i ricercatori non hanno ancora la piena certezza, in quanto sperimentato solo in vitro. 
    I ricercatori pensano che l'iperplasia sia dovuta alla specializzazione delle cellule staminali in fibre muscolari.

L'aumento della forza muscolare

La forza, è la capacità del muscolo di sviluppare tensione. Siamo abituati a pensare che il muscolo si contragga solo quando si accorcia, cioè quando i sui capi si avvicinano.
Invece la fibra muscolare è in grado di contrarsi, quindi di esprimere tensione, in tre modi differenti:

• accorciandosi (contrazione concentrica o in accorciamento);
• allungandosi (contrazione eccentrica o in allungamento);
• mantenendo la sua lunghezza invariata, quindi né accorciandosi né allungandosi (contrazione isometrica o statica).

Detto questo, possiamo ricordare che uno dei fattori dai quali dipende il grado di forza che un muscolo può erogare, è la sua sezione trasversa. Quindi la sua massa (magra).

L'aumento della forza muscolare però non avviene solamente a causa dell'aumento della massa. Sopratutto nelle prime settimane di esercizio fisico, l'aumento della forza muscolare è dovuto più allo sviluppo neuromotorio, che all'aumento della massa muscolare. Dopo circa otto settimane di esercizio, il contributo all'aumento di forza dato dall'aumento della massa muscolare inizierà a diventare via via sempre più determinante.

Il miglioramento neuromotorio

Il miglioramento neuromotorio, avviene grazie a:

• miglioramento della sincronizzazione tra unità motorie. Le unità motorie si contraggono in modo più coordinato tra di loro;
• miglioramento nel reclutamento delle unità motorie.