Bien que la physiologie du travail excentrique soit complexe, on admet qu'il existe des effets spécifiques lors du renforcement musculaire excentrique. Ainsi, la production de force est supérieure à celle observée au cours des autres régimes de contraction. On observe qu'à tension égale la contraction excentrique nécessite moins d'activité électrique que lors des autres types de contraction, et donc les unités motrices recrutées produisent chacune une force supérieure. Les fibres sont ainsi sollicitées de façon plus intense que dans les autres régimes. Une meilleure connaissance des dommages transitoires induits par l'exercice excentrique et des adaptations ultérieures au niveau mécanique peut aider à mieux comprendre les cycles de dégénérescence/régénération dans le muscle squelettique sain et à identifier les anomalies de ces processus dans des conditions pathologiques comme dans les maladies neuromusculaires. Le travail excentrique a longtemps été sous-utilisé en raison de ces effets iatrogènes, et notamment des lésions musculaires profondes : l'épaississement, l'ondulation ou la rupture de la strie Z, la nécrose d'un grand nombre de fibres (de type II principalement), la destruction importante des myofibrilles, l'atteinte du tissu conjonctif, le remaniement au niveau des protéines de liaisons, des DOMS (delayed onset muscle soreness) plus importantes et prolongées que dans les autres régimes de travail. On retrouve dans bon nombre de prises en charge l'utilisation de ce mode de contraction dans des protocoles précis afin d'éviter tous ces effets délétères sur les articulations fragiles comme dans le cas des arthropathies du genou.