Причиной запаздывающих мышечных болей считают разрывы в области Z-пластинок (актин-связывающий белок). Мышечное перенапряжение в ходе выполнения упражнений вызывает перегрузку Z-линии, вызывающую деформацию или разрыв, сопутствующие дезорганизации прилегающих нитей (Friden 1981). Организм отвечает на перегрузку защитной реакцией - воспалением, и активацией [[Иммунная система|иммунных клеток]]. В исследованиях было установлено, что макрофаги способствуют образованию простагландинов в больших количествах, которые вызывают чувство боли. Также гистамин, и калий стимулируют могут раздражать свободные нервные окончания в мышцах.