剧烈运动后肌肉酸痛的原因包括肌肉微细结构损伤（不同年龄人群和有运动损伤病史者更易出现）、代谢产物堆积（乳酸堆积为主且不同性别、年龄和有慢性代谢性疾病病史者有差异，还有其他代谢产物次要参与）、肌肉痉挛（受多种因素影响且不同年龄、生理阶段和有相关病史者风险不同）、结缔组织拉伸（运动不当或不同年龄及有结缔组织疾病病史者易引发）。
一、肌肉微细结构损伤
剧烈运动时，肌肉进行高强度的收缩和舒张活动，可能导致肌肉微细结构损伤，比如肌纤维断裂、肌小节破坏等。这是因为运动强度超过了肌肉正常的承受范围，细胞内的一些结构在机械力的作用下发生了破坏，引发机体的炎症反应等一系列变化，从而引起酸痛。不同年龄的人群在剧烈运动后，由于肌肉的发育程度等不同，微细结构损伤的程度可能有所差异，儿童青少年肌肉还在发育中，相对更易出现微细结构损伤；而有运动损伤病史的人群再次剧烈运动时，由于之前损伤修复可能不完全等因素，也更易发生微细结构损伤。
二、代谢产物堆积
1.乳酸堆积：剧烈运动时，肌肉细胞会进行无氧呼吸，产生乳酸。当乳酸产生速度超过了机体的代谢清除速度时，乳酸就会在肌肉中堆积。乳酸的堆积会刺激肌肉中的神经末梢，导致肌肉酸痛。例如，长时间的快跑、高强度的力量训练等都会使乳酸大量产生。不同性别在剧烈运动后的乳酸代谢可能有一定差异，一般来说女性在同等运动强度下可能乳酸清除相对较慢一些；不同年龄人群中，儿童青少年的乳酸代谢能力相对较弱，所以更容易因乳酸堆积出现酸痛；有慢性代谢性疾病病史的人群，乳酸代谢可能存在障碍，剧烈运动后更易出现乳酸堆积导致的酸痛。
2.其他代谢产物：除了乳酸，运动过程中还会产生如丙酮酸等其他代谢产物，它们的堆积也可能参与肌肉酸痛的产生过程，但相对乳酸来说，其作用相对次要一些。
三、肌肉痉挛
剧烈运动时，肌肉可能会发生痉挛，这也会引起酸痛。肌肉痉挛是由于肌肉在运动中受到寒冷刺激、电解质紊乱（如出汗过多导致钠、钾等电解质丢失）、肌肉疲劳等因素影响，导致肌肉不自主地强烈收缩。例如在寒冷环境下进行剧烈运动，肌肉更容易发生痉挛。不同年龄人群中，儿童青少年由于体温调节能力相对较弱，在寒冷环境剧烈运动时更易发生肌肉痉挛；女性在月经周期等特殊生理阶段，电解质平衡可能更容易受到影响，也较易出现肌肉痉挛导致酸痛；有神经系统疾病病史或电解质代谢紊乱病史的人群，剧烈运动时发生肌肉痉挛的风险更高。
四、结缔组织拉伸
剧烈运动中，肌肉的收缩和舒张会伴随结缔组织的拉伸，当拉伸过度时，会引起结缔组织的损伤或刺激，进而导致酸痛。比如一些需要大幅度肌肉拉伸的运动项目，像体操、舞蹈中的某些高难度动作等，更容易引起结缔组织的拉伸相关酸痛。不同年龄人群的结缔组织弹性等不同，儿童青少年结缔组织弹性相对较好，但如果运动不当也易过度拉伸；中老年人群结缔组织弹性下降，剧烈运动时结缔组织拉伸更易受损，从而引发酸痛；有结缔组织疾病病史的人群，剧烈运动时结缔组织拉伸相关的酸痛风险更高。
