هنگامی که بدن‌های ما ورزش شدید انجام می‌دهند، ما شروع به تنفس سریع‌تر می‌کنیم، زیرا سعی داریم اکسیژن بیشتری را به عضلات در حال کارمان بفرستیم. بدن ترجیح می‌دهد قسمت اعظم انرژی مورد نیازش را از روش هوازی تولید کند، یعنی با اکسیژن. با اینحال، برخی شرایط مانند فرار کردن از چنگال یک ببر وحشی یا بلند کردن وزنه‌های سنگین، به تولید انرژی با سرعتی بیشتر از آنچه بدن‌های ما می‌توانند اکسیژن تحویل دهند، نیاز دارد.
در چنین مواردی، عضلات در حال کار، انرژی را بطور غیر هوازی تولید می‌کنند. این انرژی بوسیله‌ی فرایندی به نام گلیکولیز، از گلوکز بدست می‌آید. در این فرایند، گلوکز از طریق یک سری مراحل به ماده‌ای به نام پیروات، تجزیه یا متابولیزه می‌شود. هنگامیکه بدن مقدار زیادی اکسیژن دارد، پیروات به یک مسیر هوازی فرستاده می‌شود تا برای تولید انرژی بیشتر، مجددا تجزیه شود.
اما هنگامیکه اکسیژن محدود است، بدن بطور موقت، پیروات را به ماده‌ای به نام لاکتات (که امکان تجزیه گلوکز و در نتیجه تولید انرژی برای ادامه کار را می‌دهد) تبدیل می‌کند. سلول‌های عضلانی در حال کار می‌توانند این نوع تولید انرژی بی هوازی در سرعت‌های بالا را بمدت ۱ تا ۳ دقیقه ادامه دهند، که در طی آن زمان، لاکتات می‌تواند در سطوح بالایی انباشته شود.
یک اثر جانبی سطوح بالای لاکتات، افزایش اسیدیته‌ی سلول‌های عضلانی، به همراه ایجاد اختلال در سایر متابولیت‌هاست. همان مسیرهای سوخت و ساز بدن که اجازه‌ی تجزیه گلوکز به انرژی را می‌دهند، در چنین محیط اسیدی، عملکرد ضعیفی پیدا خواهندکرد. ظاهرا زیانبار بنظر می‌رسد که یک عضله‌ی در حال کار، چیزی تولید کند که ظرفیتش برای کار بیشتر را کاهش دهد.
در واقع این، یک مکانیسم دفاعی طبیعی برای بدن است، و با کند کردن سیستم‌های کلیدی مورد نیاز برای حفظ انقباض عضلانی، مانع آسیب دائمی‌در طول فعالیت شدید می‌شود. هنگامیکه بدن کند شود، اکسیژن در دسترس و لاکتات دوباره به پیروات تبدیل می‌شود، و امکان متابولیسم هوازی مداوم و تولید انرژی برای ریکاوری بدن بعد از تمرین شدید را برقرار می‌سازد.
برخلاف باور عموم، تجمع لاکتات یا همانطور که اغلب نامیده می‌شود اسید لاکتیک، مسئول درد عضلانی احساس شده در روزهای پس از ورزش شدید نمی‌باشد! در عوض، تولید لاکتات یا سایر متابولیت‌ها در طول فعالیت شدید، منجر به احساس سوزش در عضلات فعال می‌گردد. هر چند اینکه دقیقا کدام متابولیت‌ها در این امر دخیل هستند، همچنان نامشخص است.
این احساس اغلب دردناک، باعث می‌شود که کار کشیدن زیاد از بدنمان را متوقف کنیم و در نتیجه یک دوره‌ی ریکاوری را بگذرانیم که در آن، بدن لاکتات و سایر متابولیت‌ها را از بین می‌برد. محققانی که سطوح لاکتات را بلافاصله بعد از ورزش بررسی کرده‌اند، ارتباط کمی بین آن با سطح درد عضلانی در چند روز بعد، پیدا کردند. این درد عضلانی که با تاخیر شروع می‌شود، توسط حساسیت شدید عضله و همچنین کاهش قدرت و دامنه حرکتی تشخیص داده می‌شود، که معمولا در ۲۴ تا ۷۲ ساعت بعد از یک رویداد ورزشی شدید، به حداکثر می‌رسد.
اگرچه علت دقیق درد عضلانی همچنان ناشناخته است، اما اکثر تحقیقات به آسیب واقعی سلول عضلانی و افزایش انتشار متابولیت‌های مختلف به بافت‌های اطراف سلول‌های عضلانی اشاره دارد. این واکنش‌ها به ورزش شدید، منجر به یک پاسخ التهابی ترمیمی می‌شود، که در نهایت موجب ایجاد تورم و دردی می‌گردد که یک یا دو روز بعد از یک رویداد ورزشی به حداکثر رسیده و چند روز بعد، بسته به شدت آسیب، برطرف می‌شود.
در واقع بنظر می‌رسد که نوع انقباض عضله، یک عامل کلیدی در ایجاد درد عضلانی باشد. هنگامیکه یک عضله در برابر یک بار، کشیده می‌شود (تصور کنید بازوهای خم شده شما سعی دارند یک وزنه صد کیلویی را بگیرند) به این انقباض عضله، برونگرا گفته می‌شود. بعبارت دیگر، این عضله بطور فعال منقبض می‌شود و سعی می‌کند طولش را کوتاه کند، اما موفق نمی‌شود.
مشخص شده که این انقباضات برونگرا، منجر به آسیب سلول عضلانی بیشتری نسبت به انقباضات متحد المرکز معمولی می‌گردند که در آن، یک عضله در طول انقباض در برابر یک بار، با موفقیت کوتاه می‌شود. بنابراین تمریناتی که شامل انقباضات برونگرای زیادی هستند (مثل دویدن در سراشیبی) منجر به شدیدترین دردهای عضلانی بعد از تمرین خواهند شد، حتی بدون هیچگونه سوزش قابل توجه در عضلات در طول آن رویداد.
بروز آن درد عضلانی با شروع تاخیری در واکنش به ورزش شدید، بسیار معمول است. و فیزیولوژیست‌های ورزشی، بطور جدی در مورد نقش بالقوه داروهای ضد التهابی و سایر مکمل‌ها در پیشگیری و درمان چنین دردهای عضلانی تحقیق می‌کنند، اما در حال حاضر، هیچ گونه توصیه قاطعی وجود ندارد. اگرچه بنظر می‌رسد که داروهای ضد التهابی، درد عضلانی را کاهش می‌دهند، اما ممکن است آنها توانایی عضله برای ترمیم آسیب دیدگی را نیز کند سازند، که ممکن است پیامدهای منفی برای عملکرد عضلانی در هفته‌های بعد از تمرین شدید به دنبال داشته باشد.