Le strette connessioni tra DOMS ed esercizio eccentrico (cioè che esalta la fase negativa del movimento, o di allungamento del muscolo) sono legate all'attività meccanica dei filamenti proteici di actina e miosina, responsabili della contrazione muscolare. Se sottoposto a un carico esterno, il muscolo prova ad accorciarsi per contrastarlo, ma se la forza applicata è maggiore della capacità del muscolo coinvolto, questo tende ad allungarsi, pur sviluppando tensione.. La contrazione eccentrica si verifica quando i muscoli subiscono un allungamento nella fase di contrazione. Questo tipo di lavoro provoca tensioni molto elevate all'interno dei muscoli, causando lesioni muscolari microscopiche e un fenomeno chiamato "scorrimento e disorganizzazione della linea-Z", e questo gioca un ruolo importante nel dolore che si verifica dopo l'esercizio.