Durante il crampo la membrana della fibra muscolare conduce dei potenziali d'azione a frequenze altissime in assenza di stimoli nervosi. Questo fenomeno sembra essere causato da una variazione della permeabilità di membrana, a sua volta probabilmente legata a modificazioni della concentrazione ionica dei liquidi tissutali. La sudorazione per esempio può provocare disidratazione e perdita di sali minerali e ciò può portare all'insorgenza del crampo muscolare. Variazioni locali del pH possono avere lo stesso effetto. II ruolo dell'acido lattico nel produrre il crampo rimane invece incerto. Di fatto i crampi possono insorgere indipendentemente dall'esercizio fisico, come conseguenza di un danno fisico o chimico a carico del sarcolemma, di stimoli irritativi sul motoneurone, o dell'azione di diversi farmaci.