생리학(physiology)은 생물체의 기능을 연구하는 과학의 한 분야이다. 여기서 기능이란 서로 다른 기관 간의 전기적, 기계적, 화학적 상호작용이다. 생리학의 최초의 시점에서는 그냥 자연현상을 연구하다가 살아있는 생명을 보는 데 집중한 생리학의 역사는 고대 이집트, 그리스에서부터 시작한다. 근대에 이르러선 생명현상에 대하여 보다 심도가 있는 이해가 진행되면서, 사람을 고치는 실용 학문으로 의학과 갈라지기 시작한다. 생리학은 오랫동안 의학의 한 분야로 취급되어 의학과 많은 부분을 공유하고 있다. 그러다 보니 생리학 역사에 이름을 남긴 사람 중엔 의사들이 꽤 있다. 예를 들면 항상성의 개념을 만든 사람인 클로드 베르나르, 소독을 확립한 조셉 리스터, 파블로프의 실험으로 유명한 이반 파블로프 등이다.
현대에서 생리학은 분자생물학, 유전학,생화학 같은 생물학의 세부 분야와 연계하면서 학문의 발전이 이루어지고 있다. 전혀 다른 배경을 가진 사람들이 모여 현대 생물학을 만들어냈고, 이제는 현대 생물학의 기초부터 세부 주제로 갈라지는 중이다.
생리학은 생물체의 기능을 연구하는 것이다 보니 대상은 살아있는 생명체로 한다. 예를 들면 동물생리학,인체생리학,식물생리학,미생물생리학 등으로 나눌 수 있다. 규모로 분류하면 기관생리학,조직생리학,분자세포생리학으로 나눌 수 있다.
사람의 건강과 가장 관련 있는 것은 인체생리학으로, 건강한 상태의 사람 혹은 그 사람을 구성하는 기관이나 세포의 기계적, 생리적, 생화학적 기능에 대해 연구하는 분야이다. 인체생리학은 해부학과 밀접한 연관되어 있다. 그 이유는 생리학은 생물체 기능을 연구하고 해부학은 생물체의 형태에 관해 연구하는 것이다. 형태와 기능은 서로 밀접히 연관되기 때문이다.
사람들의 건강한 활동을 위해선 운동이 필요한데, 그와 관련한 것이 운동 생리학이다.
운동생리학은 운동 전후의 생리적인 변화에 대해 연구하는 학문으로 여러 가지 형태의 운동으로 인해 야기되는 인체 반응과 적응에 대해 원인을 규명하고 그러한 반응과 적응이 인체의 운동 수행력이나 건강 등에 어떤 생리적 의미를 가지는지 연구한다. 이에 관련해 트레이닝론, 운동처방학, 생체역학, 스포츠의학, 스포츠영양학 등이 관련된다.
Lamb는 운동생리학을 인체의 운동수행 능력을 향상시키기 위해 일시적 혹은 반복적 운동을 할 때 신체의 기능적인 변화를 기술하고 설명하는 학문이라고 정의하였다. Wilmore & Costill은 스포츠 생리학 선수들의 훈련이나 운동수행 능력을 향상시키기 위해 운동 생리학의 개념을 응용시키는 것이라 하였고 Brooks는 운동생리학을 운동 중의 인체 기능을 다루는 생물학이라고 정의하였다.
운동생리학은 인체 작용 시 대사물질은 반드시 산소가 활성화되어야 에너지 생성이 가능하다는 연구가 보고 된 후 유기체, 기관 수준의 운동 생화학에서 기관의 구조와 기능 항상성을 조절하는 유전자에 대해 연구하기 시작하게 되었다. 이후 근수축 현상과 근피로, 무산소성 근수축 시 글리코겐 감소와 젖산 등이 연구되었고 이 연구로 노벨 생리학상을 수상하기도 했다. 1969년에 이르러서야 근섬유를 구분하고 이후 운동강도의 생리 심리적 적용에 대해 연구하였다. Booth는 21세기에는 질병이 의심되는 유전자 속 다형성을 이용하여 질병을 예방하기 위한 개별 운동처방을 통하여 맞춪심 운동처방의 시대가 도래할 것이라고 예측하였다. 현재는 운동과 노화, 우주 환경 분야 및 유전자 다형성에 따른 연구가 활발히 진행되고 있다.
운동은 신경계와 큰 관련이 있는데, 신경계는 근육수축을 위한 자극을 내보냄으로써 운동의 시작을 조절하는 기능을 가진다. 또한 신경계는 인체 내에서 매우 복잡한 구조를 가지는데, 해부학적 관점에서 뇌와 척수로 이루어진 중추신경계와 말초신경계로 나눌 수 있다. 운동 신경은 통제를 할 수 있는지에 따라 체성신경계와 자율신경계로 구성된다. 신경계의 기본적인 구성단위는 뉴런으로 뉴런 사이의 연접에 의해서 서로 연결되어 있다. 연접부는 전기적 속성과 화학적 속성을 함께 가지면서 자극 전달이 효율적으로 일어날 수 있게 한다. 자율신경계는 불수의적인 조절 기능을 담당하며 심장 및 혈관 운동 조절, 호르몬 분비, 내장 운동 등을 조절하고 교감,부교감신경으로 나뉜다. 다양한 원인으로 인한 긴장 상태가 계속해서 유지되면 교감신경계가 활성화된다. 이는 인체의 다양한 기관에 영향을 미치게 된다. 이에 대한 대항작용을 하는 부교감 신경계가 활성화되지 않을 경우 항상성이 유지되지 않아 인체 내 여러 기관에서 이상증세가 발생하는데 대표적인 예로 불면증을 들 수 있다. 또한 운동생리학 골격근과 뗼 레야 뗼 수 없이 관련이 있다. 인체는 크게 뼈,관절, 인대, 장기들로 구성되어 있기 때문이다.
인체는 신체 모양을 유지하고 근육의 지렛대 역할을 하고 내장 기관을 보호하는 뼈와 몸의 움직임을 만드는 관절 그리고 뼈와 뼈 사이를 이어주고, 관절을 고정하고 보호하는 인대로 구성된다. 이 뼈와 관절의 움직임을 만드는 것이 근육이다. 근육은 골격근 내장근, 심장근으로 나눌 수 있고, 근수축의 형태에 따라 움직임이 달라진다. 근육 기능은 신체 활동을 포함한 운동 시 가장 핵심적인 바탕을 이루는 것으로서 신경계의 의학 자극의 전달, 골격계에 의한 구조적 지원, 호흡 순환계의 의한 산소의 운반 등을 바탕으로 근수축을 행하게 된다. 따라서 근육의 미세구조, 수축기전, 운동 시나 트레이닝 과정에서 나타나는 근육계의 변화 등을 이해해야 한다.