Bioenergética refere-se às fontes de energia para a atividade muscular. A fonte de energia para a ação muscular é a molécula de adenosina trifosfato ( ATP ).
            No início de qualquer exercício os músculos utilizam um  pequeno estoque de ATP armazenado. A partir de então se dá-se início ao processo de ressíntese de novas moléculas de ATP para o prosseguimento das contrações musculares. As vias para ressíntese do ATP são a da creatina-fosfato (CP), via da glícólise (com produção de lactato) e via da fosfonlação oxidativa . A via da CP, como o próprio nome diz depende da creatina, é muito potente mas suficiente para poucos segundos. A via da glicólise depende exclusivamente do glicogênio, é quase tão potente quanto a via da CP, porém produz lactato que diminui o pH celular e bloqueia a glicólise, impedindo que esforço se prolongue por mais de 3-4 minutos. A via da fosforilação oxidativa pode utilizar glicogênio, proteínas e gorduras, é pouco potente mas capaz de manter um exercício de intensidade leve a moderada durante algumas horas.
            O substrato que determina a duração do esforço é o glicogênio, ou seja, sua concentração muscular antes do inicio do exercício. Acredita-se que o glicogênio nunca se esgote, mesmo em exercícios que se prolonguem até a exaustão. Isso porque, em exercícios prolongados são mobilizados os ácidos graxas e também os aminoácidos para que o glicogênio seja poupado. Mesmo assim um pouco de glicogênio sempre é utilizado no processo de oxidação dos ácidos graxas.
            A utilização dos ácidos graxos é proporcional á sua concentração plasmática, já que ao entrar nos músculos eles inibem o metabolismo da glicose (ciclo da glicose-ácidos graxas) e passam a ser o substrato predominantemente metabolizado a partir de 40-50 minutos de duração do esforço.
            Alguns aminoácidos são também oxidados nos músculos, mas provavelmente a maior contribuição seja da alanina glutamina para a síntese de glicose no processo de gliconeogênese. A glicose liberada pelo fígado na circulação é importante para o cérebro, demais órgãos e músculos esqueléticos que a captam e utilizam ativamente.
            É importante lembrar que durante o jejum e exercício. o corpo permanece em estado catabólico, isto é, utiliza os substratos. No período de recuperação após um exercício, o metabolismo se mantém aumentado em comparação ao repouso e continua usando preferencialmente os ácidos graxas como substrato.
            A partir do momento da ingestão de um alimento rico em carboidratos, o corpo inicia um processo de anabolismo, o ciclo da glicose-ácidos graxas se inverte, a glicose passa a ser metabolizada e usada para a ressíntese do glicogêniO e os ácidos graxos são esterificados no tecido adiposo. O catabolismo protéico também cessa e dá lugar ao anabolismo, já que a insulina passará a comandar o metabolismo em lugar do cortisol.
            Portanto, o anabolismo, síntese de glicogênio, de proteínas e de gorduras ocorre durante o repouso, fase muitas vezes negligenciada durante um programa de treinamento. O repouso é imprescindível para que ocorra a supercompensação, isto é, uma síntese acima dos estoques anteriores para suportar cargas cada vez maiores de esforço.
            Em esportes de longa duração estoques aumentados de glicogênio são muito importantes e alguns atletas seguem estratégias específicas para a supercompensação desse substrato. Um procedimento utilizado consiste numa programação dietética de uma semana. No primeiro dia é depletado quase todo o glicogênio com um exercício intenso: nos três dias seguintes o treinamento prossegue normalmente mas a dieta é pobre em carboidratos; nos três últimos dias antes da competição a dieta é reforçada em carboidratos (pouco mais que 60%). Desse modo os estoques de glicogênio se tomam maiores do que seriam com uma dieta normal. A explicação para isso parece estar no aumento da atividade da enzima glicogênio sintetase, após um pequeno período de baixa atividade devido ao baixo fornecimento de carboidratos