Pendant l'exercice, les muscles extraient l'oxygène de la circulation sanguine, les vaisseaux sanguins se dilatent pour augmenter le flux sanguin, le cœur et le diaphragme travaillent plus fort et le corps commence à transpirer pour évacuer la chaleur du corps. Au niveau moléculaire, le corps crée de l'adénosine triphosphate (ATP) pour fournir de l'énergie aux muscles en exercice.
Pendant l'exercice, les cellules à l'intérieur des muscles divisent l'abondante réserve de glycogène des muscles en glucose, qui est ensuite divisé à nouveau pour former de l'ATP et de l'acide lactique ; ce processus nécessite environ 12 réactions chimiques différentes. L'ATP fournit de l'énergie aux cellules musculaires. L'acide lactique, qui est un sous-produit de ces réactions chimiques, provoque des douleurs musculaires et doit être éliminé par la circulation sanguine.
Parce que les muscles extraient l'oxygène de la circulation sanguine pendant l'exercice, le corps doit réagir en augmentant le flux sanguin du cœur et en détournant le flux sanguin des autres organes vers les muscles qui travaillent. Par exemple, le système digestif ralentit généralement pendant un exercice intense. Lorsqu'un muscle qui travaille utilise sa réserve d'ATP, il libère des sous-produits chimiques qui provoquent la dilatation des vaisseaux sanguins, augmentant ainsi le flux d'oxygène dans tout le corps. Les vaisseaux sanguins de la peau se dilatent également, permettant à la chaleur de se dissiper. De plus, les glandes sudoripares s'activent pendant l'exercice pour produire de la sueur. Comme la sueur s'évapore au contact de l'air, elle contribue également à abaisser la température du corps grâce à la dissipation de la chaleur accumulée.