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On peut distinguer trois types de travail musculaire :

1. le travail dynamique « positif » : on observe une alternance de phases de contraction fournissant certaines performances et de phases de relâchement (par exemple lors d'une ascension en montagne).
2. le travail dynamique « négatif » : ici un allongement musculaire limité (travail de freinage) alterne avec une contraction sans post-charge (par exempte lors d'une descente en montagne).
3. le travail de maintien statural (par exemple lors de la position de repos debout).

Pour un certain nombre d'activités, il y a combinaison de deux ou trois de ces types de travail.

Lors de l'exercice musculaire dynamique rythmé (ou répété), un travail mécanique est effectué vers l'extérieur, alors qu'au cours du travail de maintien postural, ce n'est plus le cas puisque le produit de la force par le déplacement est nul (force X déplacement = 0). Pourtant, il y a là aussi dépense d'énergie chimique (elle est totalement transformée en chaleur : conservation de l'énergie). La mesure de cette dépense d'énergie correspond au produit de la force musculaire par le temps de travail ou de maintien de l'exercice.

Lors d'un travail musculaire important, les muscles nécessitent 500 fois plus d'oxygène que lors du repos musculaire. Simultanément, l'organisme doit évacuer les produits de déchets du métabolisme ; CO₂ et lactates sont en effet accrus. Aussi, le travail musculaire provoque des actions régulatrices au niveau du système cardiocirculatoire et respiratoire. Débit sanguin) : l'augmentation du débit sanguin est la conséquence de modifications chimiques locales du sang : cette action locale vasodilatatrice est consécutive à l'augmentation de la PCO₂ à la diminution de la PO₂ , et du pH ainsi qu'à l'accumulation de lactates, etc.. Lors du simple travail de maintien, cette élévation de débit peut parfois être entravée par la contraction permanente du muscle qui comprime ses propres vaisseaux. C'est pourquoi le muscle se fatigue plus vite lors du travail statique de maintien postural que lors de l'exercice dynamique (travail périodique).

Cœur : lors de l'exercice musculaire maximal, le débit sanguin musculaire est augmenté grâce à l'élévation du débit cardiaque ; celui-ci atteint 25 l/min environ, soit 4 à 5 fois la valeur de repos (débit cardiaque) ; il peut même atteindre 30 l/min pour certains exercices. Ceci est | obtenu par élévation de la fréquence cardiaque), ainsi que par augmentation du volume systolique d'environ 1,2 fois le volume de repos. La pression artérielle systolique s'élève jusqu'à une valeur de 25 kPa (185 mmHg), tandis que la pression diastolique demeure inchangée.

L'augmentation du débit cardiaque ne vient pas seulement de l'augmentation des besoins musculaires, mais aussi de la nécessité d'augmenter le débit cutané (pour évacuer la chaleur produite); pendant ce temps, les débits sanguins du rein et de l'appareil digestif deviennent inférieurs à leur valeur de repos).

Le débit sanguin cutané (environ 0,5 l au repos) augmente jusqu'à environ 2 l/min lors de travaux pénibles mais retrouve sa valeur de repos durant les exercices maximum prolongés. En conséquence, la température centrale augmente ; ce facteur limite ainsi les exercices musculaires maximum à une courte durée.

Pour un exercice de faible ou de moyenne puissance, la lactatémie et la fréquence cardiaque atteignent rapidement une nouvelle valeur qui reste en plateau tant que dure l'exercice (pas de signe de fatigue) ; par contre, pour un exercice de puissance élevée, celui-ci doit être interrompu après un bref laps de temps, car le cœur ne peut plus atteindre le niveau de travail requis). Le débit ventilatoire s'élève et passe de 6-8 l/min (valeur de repos) à 100 l/min. Cette modification est possible grâce à une augmentation de la fréquence respiratoireet du volume courant. La combinaison d'une augmentation simultanée de la ventilation et du débit cardiaque permet d'élever l'extraction d'O₂ de 0,3 l/min (au repos) à 4-5 l/min.

L'extraction d'O₂ au niveau des capillaires tissulaires augmente, parce que l'acidose métabolique consécutive à l'accumulation d'acide lactique et l'augmentation de la température déplacent la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine vers la droite.

L'entraînement chez un sportif ne sert pas seulement à accroître sa musculature ou améliorer son adresse : sa lactatémie augmente plus faiblement et par là même plus tardivement que chez le non entraîné (sédentaire). Ceci provient du fait que l'entraînement accroît le nombre de mitochondries, ce qui permet une meilleure utilisation du glucose par la voie du métabolisme oxydatif aérobie.

L'entraînement sportif accroît le volume systolique et le volume courant, ce qui entraîne la diminution des fréquences cardiaque et respiratoire de repos, mais permet également d'obtenir pendant l'exercice un débit cardiaque et ventilatoire supérieur à celui des sujets non entraînés.