L'allenamento muscolare è alla base di modificazioni adattative a livello neurale, con migliorata e amplificata capacità di richiamo delle unità motorie (prima) e morfologico, ipertrofia muscolare (dopo).
Tra i miglioramenti di natura neurale, oltre alla capacità di richiamare un maggior numero di unità motorie, è da annoverare anche la capacità di richiamarne di più nello stesso istante, e di agire su di esse con una frequenza dello stimolo nervoso maggiore. Ovviamente, in mancanza di allenamento, questi benefici sono i primi a scomparire, così come, all'inizio di una fase allenante, sono i primi traguardi raggiunti. Successivamente a questi adattamenti (miglioramenti), subentra l'aumento della sezione traversa del muscolo (ipertrofia). La sezione traversa, sotto il controllo di numerosi parametri di varia natura (genetica, strutturale, età e stato di salute del soggetto ecc) tende a raggiungere il suo massimo sviluppo e poi ad arrestarsi. Un ulteriore miglioramento può essere ottenuto solo mediante sostanze steroidee con i conseguenti, gravi, effetti collaterali. L'attuale ricerca scientifica lascia intendere che, l'ipertrofia muscolare, sia un fenomeno dovuto all'ispessimento delle fibre muscolari e non ad un loro aumento numerico (iperplasia).
L'allenamento per il miglioramento della forza massima determina, nelle prime settimane, un forte adattamento neurogeno, destinato poi a fermarsi per lasciar spazio a modificazioni di carattere morfologico, soprattutto nei riguardi delle fibre veloci. Naturalmente, i miglioramenti, saranno più marcati se il lavoro è applicato a soggetti sedentari piuttosto che a persone già allenate.
Naturalmente, ad un miglioramento della forza massima, non corrisponde un miglioramento della forza esplosiva, anzi, potrebbe essere, per quest'ultima, addirittura controproducente.
L'elemento fondamentale per l'insorgere dell'ipertrofia muscolare è dato dalla resistenza esercitata sulla contrazione muscolare e dal numero di contrazioni eseguite con la medesima resistenza. Conseguentemente, l'utilizzo di elevate resistenze determinerà il massimo risultato ipertrofico, con un incremento del tasso di proteina miofibrillare, e del numero e dell'efficienza dei mitocondri presenti nei distretti muscolari interessati. Nonostante l'ipertrofia sia imputabile prevalentemente (se non quasi esclusivamente) all'aumento delle dimensioni delle fibre veloci, un allenamento mirato al miglioramento della velocità o della resistenza è ritenuto inefficace.