Secondo la definizione dei ricercatori Fry e Kraemer (1997), il "sovrallenamento" rappresenta l'aumento di alcuni parametri di allenamento come l'intensità e/o il volume risultando in un decremento della prestazione a lungo termine. Prima di trattare la sindrome da sovrallenamento (OTS), è necessario riconoscere e comprendere i fattori fisiologici ad essa associati. Gli atleti di "endurance" che si allenano per ore a sessione, hanno dimostrato un'iperattività della ghiandola pituitaria (ipofisi), che, attraverso una serie di reazioni biochimiche, si traduce in una secrezione abnormalmente elevata di cortisolo, per definizione l'ormone dello "stress" che compromette la crescita muscolare. Il sistema riproduttivo umano può essere compromesso, in alcuni casi le donne accusano amenorrea (mancanza anomala del ciclo mestruale), mentre negli uomini diminuiscono i livelli di testosterone. In alcuni casi è stato visto che queste alterazioni ormonali negative tornino alla normalità dopo 2 o 3 mesi. I ricercatori hanno notato inoltre che possono verificarsi lesioni da usura, come la sindrome del tibiale posteriore, fratture da "stress" agli arti inferiori e tendinite.