Uno degli adattamenti caratteristici del programma HIIT è l'aumento del numero e delle dimensioni dei mitocondri. In passato si credeva che l'aumento della densità mitocondriale potesse verificarsi solo dopo anni di allenamento aerobico cronico. Durante l'esercizio aerobico, i mitocondri usano l'ossigeno per produrre elevati livelli di ATP (adenosina trifosfato) attraverso la disgregazione dei carboidrati e dei grassi. Con l'aumento della densità mitocondriale, è disponibile più energia per il muscolo in attività, e la forza muscolare riesce ad essere mantenuta più a lungo nel tempo.