L'étude mécanique du muscle isolé et l'analyse de la mécanique moléculaire des interactions actine-myosine ont permis de mieux comprendre la physiopathologie du muscle lisse. Les muscles lisses des voies aériennes présentent des caractéristiques mécaniques communes aux autres muscles lisses, dont la présence d'une tension de repos en partie déterminée par des phénomènes actifs et une vitesse maximale de raccourcissement (Vmax) 10 à 30 fois inférieure à celle des muscles striés. A l'échelon moléculaire, l'interaction d'une tête de myosine avec une molécule d'actine induit un déplacement et une force comparables à ceux de la myosine de muscle strié. La cinétique lente de certains ponts, dits « verrouillés », phénomène propre aux muscles lisses, serait liée à la déphosphorylation de la chaîne légère de la myosine. Dans l'hyperréactivité bronchique, les muscles des voies aériennes sont caractérisés d'un point de vue mécanique par une augmentation de la Vmax et de la capacité maximale de raccourcissement sans modification de la force totale.