При виконанні короткочасних вправ можливі прояви основних ознак утоми, пов'язані з особливостями протікання біоенергетичних процесів у м'язах, спрямованих на підтримання високої швидкості ресинтезу АТФ. Зміна показників механічної продуктивності при цьому спостерігається, як правило, в мить, коли запаси креатинфосфату (КрФ) у працюючих м'язах вичерпані більш ніж на половину, а через інтенсифікацію гліколізу суттєво знижується внутрішньоклітинний рН. Причому відбувається різке збільшення концентрації у м'язах АДФ та накопичення Н+ і молочної кислоти (лактату). У той же час зміна концентрації вищеназваних метаболітів гальмує активність АТФ-азу міозину – ключового ферменту, від якого залежить ефективність перетворення енергії макроергічних фосфатних зв'язків АТФ у механічну роботу м'язів. З цієї точки зору синтез АДФ і накопичення Н+ за скорочувальної активності м'язів слід розглядати в якості головних факторів, які відповідають за розвиток втоми при виконанні короткочасних інтенсивних вправ.
Крім указаних вище факторів, на розвиток утоми в умовах короткочасних вправ максимальної та субмаксимальної потужності виражений вплив справляє зниження внутрішньом'язових запасів глікогену.
Помітний внесок у розвиток утоми вносять порушення електрохімічного сполучення при передачі збудження з нерву на м'яз та зміни в діяльності НС через розвиток охоронного гальмування, а також порушення нервової трофіки та мозкового кровообігу, зміни концентрації неорганічного фосфату, інозинмонофосфату (ІМФ), накопичення аміаку в тканинах. Все свідчить про складний, багатофакторний характер утоми, яка розвивається в процесі виконання вправ максимальної та субмаксимальної потужності.