Les hormones thyroïdiennes contrôlent l'expression des gènes codant pour les isoformes de la myosine, des pompes Na-K ATPase et des canaux Ca-ATPase du réticulum sarcoplasmique, ce qui explique l'augmentation de la contractilité et de la relaxation musculaires et une consommation énergétique accrue dans l'hyperthyroïdie, l'inverse dans l'hypothyroïdie. Le contrôle des enzymes-clés des grandes voies énergétiques permet d'expliquer une inhibition des métabolismes oxydatifs dans l'hypothyroïdie, et un recrutement exagéré de la glycolyse dans l'hyperthyroïdie. Dans les deux cas, la performance musculaire est diminuée, avec accumulation d'acide lactique à l'effort.