A fadiga cardiovascular representa aumento da contratilidade e consequente redução da frequência cardíaca em decorrência da elevada exposição a espécies reativas de oxigênio, óxido nítrico e mediadores pró-inflamatórios liberados durante o exercício intenso e prolongado.

A fadiga periférica é predominantemente provocada pelo acúmulo de ácido lático no interior das fibras de contração lenta.

A teoria da fadiga central propõe que o maior consumo de amônia pelo músculo esquelético durante o exercício e a diminuição dos níveis plasmáticos de albumina representam os principais eventos que contribuem para redução dos níveis de serotonina no sistema nervoso e fadiga por diminuição da atividade neuronal.

A fadiga periférica encontra-se diretamente associada a redução da afinidade da troponina C por íons cálcio resultante da redução do pH e do aumento de fosfato que interfere na saída de cálcio do interior do retículo sarcoplasmático.

O esgotamento das reservas de fosfocreatina intramuscular, impedem a ativação da glicólise e do ciclo de Krebs e por isso representam importante causa de fadiga no exercício intenso.