运动后肌肉疼痛通常是由于运动引起的微小肌肉损伤所致。在运动期间，肌肉会受到拉伸和收缩的力量，这可能导致肌肉纤维的微小撕裂。这种损伤触发了身体的修复过程，包括炎症反应和新组织形成。疼痛感常常在运动后的24至48小时内达到顶峰，通常被称为延迟性肌肉酸痛（DOMS）。

研究表明，运动后肌肉疼痛与多种生物化学过程有关，包括乳酸积聚、肌肉纤维的机械受损、炎症反应以及细胞内钙离子失衡等。这些过程导致了神经末梢的激活，使疼痛信号传递到大脑。运动后的肌肉疼痛也可能与运动中释放的化学物质如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、前列腺素和肌肉细胞因子有关。

虽然运动后肌肉疼痛是正常生理反应，但适当的休息、营养和水分摄入可以帮助减轻疼痛感。逐渐适应运动强度、加强肌肉和柔韧性训练也有助于减轻运动后的肌肉疼痛。