对于人体运动的研究，最早可追溯到15世纪达·芬奇在力学和解剖学基础上，对人体运动器官的形态和机能的解释。18世纪已出现；对猫在空中转体现象的实验和理论研究。运动生物力学，作为一门学科是20世纪60年代在体育运动、计算技术和实验技术蓬勃发展的推动下形成的。70年代中H.哈兹将人体的神经、肌肉、骨骼三大系统作为研究对象，利用复杂的数学模型进行数值计算，以解释最基本的实验现象。T.R.凯恩将描述人体运动的坐标区分为：内变量和外变量，前者描述肢体的相对运动，为可控变量；后者描述人体的整体运动，由动力学方程确定。这种简化的研究方法有可能将力学原理直接用于人体实际运动的仿真和理论分析。由于生物体存在个体之间的差异性，实验研究在运动生物力学中占有特殊重要地位。实验运动生物力学利用高速摄影和计算机解析、光电计时器、加速度计、关节角变化、肌电仪和测力台等，工具量测人体运动过程中，各环节的运动学参数，以及外力和内力的变化规律。在实践中运动生物力学主要用于确定各专项体育运动的技术原理，作为运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。另外运动生物力学在运动创伤的防治，运动和康复器械的改进，仿生机械，如：步行机器人的设计等方面，也有重要作用。同时还为运动员选材提供了依据。