El ejercicio prolongado depende principalmente del metabolismo aeróbico, frente al ejercicio de alta intensidad, que se basa más en el metabolismo anaeróbico como fuente de energía. La fatiga durante el ejercicio prolongado se ha asociado con el agotamiento de las reservas de glucógeno en el músculo y el hígado y con la hipoglucemia. El glucógeno intramuscular proporciona el 50 % de la energía durante los primeros 30 min de ejercicio submáximo, pero desciende a menos del 20 % después de 1 hora. La glucosa sanguínea contribuye en menor medida, ya que solo proporciona el 10 % de la energía total utilizada. Aunque los ácidos grasos circulantes pueden suponer una fuente de energía durante el ejercicio prolongado, la fatiga aparecerá antes de que estas reservas de grasa se agoten por completo.
En el ejercicio prolongado, el calor generado durante la resíntesis de ATP por vía aeróbica supone para al animal la necesidad de una gran actividad termorreguladora. Solo el 20-25 % de la energía total producida por los músculos se convierte en energía mecánica, lo que deja un 75-80 % de esa energía que debe eliminarse en forma de calor. Los mecanismos de respuesta fisiológica a la producción del calor incluyen la sudoración y/o el jadeo para eliminar el exceso de calor del organismo. Las complicaciones asociadas a estos mecanismos compensatorios incluyen deshidratación, trastornos del equilibrio ácido-base y electrolíticos (que están involucrados como causas de fatiga), agotamiento e incluso la muerte (que puede producirse después de un ejercicio prolongado).
