В основі цього феномену лежить активація синтезу м'язових білків. Збільшення функції на одиницю маси тканини викликає зміна активності генетичного апарату: збільшується кількість інформаційної РНК, що приводить до підвищення числа рибосом і полісом, в яких відбувається синтез білка. У результаті обсяг структури органу приходить у відповідність з об'ємом функції і організм в цілому стає адаптованим до навантаження даної величини. У мітохондріях м'язових клітин збільшується використання пірувату, що запобігає підвищення вмісту лактату в крові і забезпечує мобілізацію і використання жирних кислот. Внаслідок цього поліпшується енергетичне забезпечення механічної діяльності скелетних м'язів і здійснюється профілактика передчасного розвитку атеросклерозу.

У результаті фізичного тренування збільшуються товщина моторних нервових волокон, кількість термінальних нервових гілок. При фізичному навантаженні зростає синтез білків не тільки в м'язах, але і в інших органах. Проте якщо людина проводить посилену тренування в обсязі, значно перевищує фізіологічний, то гіпертрофія м'язових волокон зростає в такій мірі, що кровопостачання їх стає недостатнім. Це призводить до зворотного результату: сила м'язових скорочень слабшає (можливо при заняттях культуризмом). Показником надмірної фізичного навантаження (перетренованість спортсмена) може бути зменшення концентрації гемоглобіну в крові, в такому випадку навантаження слід зменшити.

В цілому добре дозується навантаження сприяють підвищенню не тільки специфічної стійкості до фізичної праці, але і резистентності до дії інших факторів, оскільки тренуються одночасно серцево-судинна і дихальна системи, а також система крові, всі регуляторні механізми, в тому числі ЦНС. Фізичні вправи одночасно тренують організм до нестачі кисню: зокрема, поліпшується утилізація кисню, більш ефективно працюють ферментні системи. Як відзначав І. П. Павлов, фізичні тренування в поєднанні з активною розумовою роботою забезпечують економне витрачання енергії, покращують координаційну діяльність ЦНС. Рухова активність дає задоволення від спілкування з природою, «м'язову радість», сприяє гармонійному розвитку особистості.

Під впливом тренувань в умовах кисневого голодування збільшуються кількість капілярів в головному мозку (найбільше в корі лобової частки), їх довжина і щільність капілярної мережі. Фізичні вправи роблять організм більш стійким до захворювань. Так, західнонімецький лікар-онколог Е. ван Аакен спостерігав 500 літніх бігунів і 500 небегающіх людей того ж віку протягом 6 років. За цей час серед небегающіх захворіли на рак 29 чоловік, а серед бігунів - лише 4.

Помірне фізичне навантаження є фактором нормалізації динаміки ціркадіанних біологічних ритмів. Таким чином, найкращою профілактикою негативних впливів всіх соціальних та геофізичних факторів є фізична праця, систематичні заняття фізкультурою і спорт без перевантажень.

Адаптація до гіпоксії. Нестача кисню - один з часто зустрічаються факторів зовнішнього середовища, до якого організму доводиться адаптуватися. Гіпоксія супроводжує дуже багато фізіологічні і патологічні процеси: підйом в гори, інтенсивну м'язову навантаження, патологічні процеси в системі крові, дихання, недостатність серця.

Один з варіантів формування адаптивної функціональної системи до гіпоксії - підйом на висоту.