Die Biomechanik des Menschen als strenge Disziplin ist die relativ moderne Verschmelzung der beiden alten Wissenschaften Physiologie und Ingenieurwissenschaften. Die Erforschung der Biomechanik hat es schon immer gegeben, seit den frühesten Menschen, die einen Knochen aus einem Tierkadaver extrahierten und damit erfolgreich einen schweren Stein hoben, unter dem sich leckere Insektenlarven gruben. Mit dem technologischen Fortschritt in der elektronischen Messung und Berechnung wurden mechanistische Prinzipien jedoch erst in den 1970er Jahren zu einem entscheidenden Einfluss auf das Verständnis biologischer Systeme. Das menschliche Kniegelenk zum Beispiel wird routinemäßig als mechanisches Scharnier oder Hebel modelliert, sogar definiert. Dieser Ansatz zur menschlichen Anatomie erstreckt sich auf viele verschiedene Bereiche über die Medizin hinaus, einschließlich sportlicher Leistung und Industriedesign.
Es ist nicht so, dass das menschliche Knie nicht von früheren Physiologen, die die Strukturen und Funktionen von Körperteilen untersuchten, als Scharnier analogisiert worden wäre. Maschinenbau ist eine praktische Wissenschaft in der Sprache der Mathematik. Als es möglich wurde, die vielen Teile eines Knies und ihre Toleranzen gegenüber mechanischen Kräften genau zu messen, war es eine einfache Brücke, diese Zahlen in bekannte technische Gleichungen einzufügen, die die physikalischen Eigenschaften eines Scharniers oder Hebels definieren. Solche Messungen und Berechnungen, sogenannte Biometrie, werden verwendet, um Prothesen wie künstliche Hüftgelenke zu verbessern. Die menschliche Biomechanik ist der Versuch, nicht nur ein Knochengelenk, sondern den gesamten menschlichen Körper – seine Struktur, Gestaltung und Funktionsweise – als etwas durch Computersimulation darstellbares zu definieren.
Der Hauptzweck der Biomechanik, wie sie auf den menschlichen Körper angewendet wird, war weitgehend die Verbesserung der Gesundheit. Ein Beispiel dafür ist die Beurteilung der kardiovaskulären Herzgesundheit durch Messungen des Blutflusses und deren Anwendung auf die technischen Prinzipien der Fluiddynamik, des physikalischen Verhaltens von Flüssigkeiten. Eine der bekannteren Anwendungen der menschlichen Biomechanik ist die Kinesiologie, das Studium der Bewegung. Dies war ein bedeutender Beitrag zur Sportindustrie.
Das als Optimierung bezeichnete Konstruktionsprinzip bestimmt die spezifischen Werte eines mechanischen Systems, beispielsweise eines Motors, um einen bestimmten Zustand wie Wirkungsgrad oder Fehlertoleranz zu erreichen. Mit entsprechenden Messungen eines bestimmten Athleten und einem Modell der menschlichen Biomechanik des Laufens ist es ebenfalls möglich, seine optimale Form, Schrittlänge und andere Werte für eine Chance auf den Weltrekord zu berechnen. Mit den gleichen Methoden könnte gezeigt werden, dass die korrekte Biomechanik für einen bestimmten Baseball-Pitcher vorschreibt, dass sein Fastball mit gespaltenen Fingern mit mehr Biegung und weniger Drehmomentbelastung am angelenkten Ellbogengelenk geworfen werden sollte. Mess- und Analysetechnologien haben das moderne Gebiet der menschlichen Biomechanik vorangetrieben. Sensoren wie Beschleunigungsmesser zur Geschwindigkeitsmessung, Hochgeschwindigkeits-Kamerasysteme zur dreidimensionalen Bewegungserfassung und leistungsstarke Computer, die die Leistung sehr komplexer Systeme simulieren können, sind Beispiele für Werkzeuge, die das Studium des Körpers als mechanisches System ermöglichen.