По своим механическим свойствам мышцы относятся к эластомерам — материалам, обладающим значительной растяжимостью и упругостью.
Величина механического напряжения а, возникающего при сокращении мышцы, прямо пропорциональна относительной деформации, согласно закону Гука.
σ = F/S — механическое напряжение, F — развиваемая сила, S — площадь поперечного сечения; ε = ∆L/L — относительная деформация, L0 - первоначальная длина, ∆L — абсолютная деформация (удлинение); Е — модуль упругости (модуль Юнга). Он определяется величиной механического напряжения в сокращенной мышце, при увеличении ее длинны в два раза.
По своим упругим свойствам и механизму деформации, мышечное волокно близко к каучуку: модуль упругости для обоих материалов равен 106 Па. При сильном напряжении как в мышце, так и в каучуке, наблюдается локальная кристаллизация (упорядочение макромолекулярной белковой структуры фибриллярного типа).
Однако, при слабом и среднем сокращении, восстановление не бывает полным. Наличие остаточных деформаций характеризует пластичность мышцы — способность не сохранять свою форму и размеры, после прекращения действия силы. Таким образом, мышца не является абсолютно упругим телом, а обладает вязкоупругими свойствами.
При очень сильном растяжении мышца ведет себя как нормально упругое тело. В этом случае температура мышцы понижается за счет локальной кристаллизации.
При сокращении мышцы развивается напряжение и совершается работа. Мышца обладает сократительными и эластичными элементами, поэтому возникающее напряжение и совершаемая работа обусловлены не только активным сокращением сократительного комплекса, но и пассивным сокращением, определяемым эластичностью или так называемым последовательным упругим компонентом мышцы. За счет последовательного упругого компонента совершается работа только в том случае, если мышца была предварительно растянута, а величина этой работы пропорциональна величине растяжения. Этим, в большей степени, объясняется то, что наиболее мощные движения совершаются при большой амплитуде, обеспечивающей предварительное растяжение мышц.
Мышечные сокращения делятся на изометрические — происходящие при неизменной длине мышцы, и изотонические — происходящие при неизменном напряжении. В организме сокращения мышц никогда не бывают чисто изометрическими или чисто изотоническими.
Скелетные мышцы, с помощью сухожилий, прикрепляются к костям, которые образуют систему рычагов. Плечо рычага мышцы, в большинстве случаев, бывает меньше плеча рычага соответствующей кости. Согласно Аккерману, механический выигрыш в амплитуде движений человека имеет величину от 2,5 до 20. Для двуглавой мышцы плеча он равен 10.