Die maximale Kraft eines Muskels ist von der Anzahl seiner Myofibrillen im physiologischen Querschnitt abhängig.  Eine regelmäßige Kraftbeanspruchung  führt zu einer Querschnittsvergrößerung der Muskelfasern (Hypertrophie), die dadurch zustande kommt, dass die Anzahl der Myofibrillen in den Muskelfasern zunimmt.  Eine Vermehrung von Muskelzellen (Hyperplasie) ist umstritten bzw. nicht (eindeutig) belegt.

Verdickung des Muskels 

Oft machen wir die Erfahrung, dass im Trainingsverlauf die Muskelkraft deutlich stärker anwächst, als es nach dem Ausmaß der Querschnittsvergrößerung anzunehmen wäre. Auch das so baldige Auftreten des Kraftzuwachses ist mit einer Fibrillenneubildung allein nicht zu erklären. Diese braucht nämlich wesentlich mehr Zeit. Eine Erklärung dafür liefert die Koordination innerhalb des Muskels.

Alle Fasern eines Muskels gleichzeitig zur Kontraktion zu bringen, ist nicht möglich.
Der Höchstwert liegt unter gewöhnlichen Bedingungen bei etwa 65-70 %. In extremen Situationen, wie in Todesangst oder Doping, sind Werte bis zu 90% erreichbar.

Die kurzfristig einsetzende Wirkung des Krafttrainings ist vor allem in einer verbesserten Erregungsübertragung zu sehen.
Damit ist folgendes gemeint:

Die vom Gehirn willkürlich ausgesandten motorischen Impulse verlaufen nicht über eine einzige durchgehende Nervenbahn bis hin zur Muskelfaser, sondern über zahlreiche Schaltstationen, wobei sie sowohl verstärkt als auch abgeschwächt werden können. Die regelmäßige Wiederholung eines Erregungsablaufs fördert in vielen Fällen langfristig die Verstärkung. Somit gelangt ein stärkerer Impuls zur motorischen Einheit, der Schwellenwert wird eher überschritten, es können also mehr Einheiten innerhalb eines Muskels überschwellig gereizt werden.
Die Koordination zwischen den verschiedenen motorischen Einheiten des gleichen Muskels bezeichnet man als intramuskuläre Koordination.
Es lassen sich insgesamt mehr Fasern willentlich zur Kontraktion bringen.
 

1 - Ausgangszustand  2 - verbesserte intramuskuläre Koordination 3 - Faserverdickung

Zuerst kommt es zu einer verbesserten intramuskulären Koordination, dann erst folgt die Muskelfaserhypertrophie. (Der rote Kreis kennzeichnet die kontrahierte, der weiße die nicht kontrahierte Muskelfaser)

Arbeiten mehrere Muskeln zusammen, sprechen wir von intermuskulärer Koordination.

Eine unphysiologische Steigerung der Muskelkraft steht im Zusammenhang mit Dopingmitteln. Aber auch genetische Faktoren spielen offenbar eine wichtige Rolle.