L'ipertrofia muscolare rappresenta l'incremento di volume delle fibre contrattili che porta al tanto ricercato aumento della massa muscolare. Il muscolo che viene sovraccaricato subisce delle lesioni che nella fase di recupero lo portano ad incrementare il suo diametro per riuscire a mantenere la velocità di contrazione costante per carichi sempre maggiori.

Lipertrofia muscolare coinvolge tutte le strutture subcellulari, ma agisce in particolare sulle strutture contrattili. Il sovraccarico produce microlesioni nel tessuto, in particolare nelle contrazioni eccentriche, l'organismo risponde ricostituendo il tessuto danneggiato ridimensionandolo depositando maggiori quantità di materiale proteico che si esplica producendo nuove miofibrille di diametro maggiore e la produzione di nuovi sarcomeri. Il sistema di risposta agisce incrementando la sezione trasversale della fibra in modo da poter distribuire lo sforzo su una superficie più vasta, in tal modo il carico a cui è sottoposto ogni mm quadrato di tessuto rimane costante.

Le cellule muscolari inoltre incrementano i loro depositi di CP, ATP e glicogeno, modificazioni che apportano notevoli vantaggi nell'esecuzione di sforzi brevi ma intensi, tipici dell'attività anaerobica. Le modifiche apportate alle miofibrille sono seguite da un incremento della sintesi di DNA che produce nuove cellule del tessuto connettivo di tendini e legamenti, tale irrobustimento produce maggiore protezione nei confronti dei carichi massimali.

L'allenamento anaerobico di potenza porta all'incremento della materia contrattile ed all'accumulo di composti chimici ad alto contenuto energetico e dei relativi enzimi interessati nel processo ricostitutivo di tali riserve come la creatinfosfochinasi, non si hanno invece evidenti incrementi della capillarizzazione del muscolo, anche i mitocondri, organuli nei quali si svolgono le reazioni di respirazione della cellula, non subiscono ne incrementi di volume ne di numero in quanto il loro lavoro di centrali energetice strettamente legati all'ossigeno non è particolarmente stimolato dall'attività anaerobica, necessita invece di fonti che possano erogare energia molto velocemente come il CP e l'ATP.

Per tale motivo spesso l'incremento della massa muscolare è associato ad una diminuzione delle capacità aerobiche. Nell'allenamento aerobico invece l'aumento della capillarizzazione, la formazione di nuovi mitocondri e l'incremento del loro volume rappresentano modificazioni predominanti rispetto al deposito di nuovo materiale proteico.

il metodo d'allenamento gioca quindi un ruolo fondamentale per lo sviluppo dell'ipertofia, l'utilizzo di carichi bassi, con molte ripetizioni a velocità d'esecuzione lenta e controllata migliora la capacità aerobica incrementando il numero e le dimensioni dei mitocondri, favorisce la capillarizzazione delle fibre lente, questo metodo è utilizzabile per i muscoli posturali che posseggono un elevato numero di fibre lente. Per i muscoli che poseggono invece una più alta concentrazione di fibre bianche si utilizzano carichi elevati, con numero di ripetizioni basso eseguite con contrazioni veloci (esplosive), in tal modo si avranno dei miglioramenti delle capacità anaerobio-lattacide e l'incremento del diametro delle fibre muscolari.