Cet article s'intéresse aux mécanismes physiologiques responsables de l'apparition de la fatigue, et à son évaluation, chez l'individu sain jeune et sportif, chez la personne âgée, et chez le patient atteint de maladie neurologique comme la sclérose en plaques (SEP) ou de maladie neuromusculaire (myopathies métaboliques). La fatigue peut se définir comme un état résultant de contraintes physiologiques et psychologiques aboutissant à une diminution des performances physiques ou mentales. De nombreux travaux ont montré par exemple que l'augmentation de la charge de travail physique peut conduire à un état de fatigue qui aurait pour origine un déséquilibre de la balance énergétique lié au travail musculaire. La fatigue musculaire apparaît rapidement et est de courte durée lorsque l'individu peut se reposer. Elle a ici un rôle protecteur puisqu'elle avertit l'individu de la nécessité de récupérer. Elle est traditionnellement attribuée à l'inhibition des mécanismes de contraction du muscle squelettique. Les facteurs impliqués dans la fatigue résultant d'un exercice sont nombreux et peuvent agir aux différents niveaux de la chaîne de commande de la contraction musculaire. Les contraintes additionnelles facilitant l'installation d'état de fatigue peuvent être des perturbations du rythme veille-sommeil, le stress psychologique et les facteurs climatiques. Les différents facteurs de fatigue agissent de manière combinée et perturbent les systèmes énergétique, neuroendocrinien et le système nerveux central. Les principaux axes hormonosensibles aux facteurs de fatigue sont l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, le système sympatho-médullo-surrénalien. Les perturbations métaboliques et hormonales induites par la fatigue sont responsables de modifications importantes de certains neurotransmetteurs centraux, comme la sérotonine et le système GABAergique, se traduisant par des troubles comportementaux.