Ljudska biomehanika kao rigorozna disciplina je relativno moderna fuzija dviju drevnih znanosti fiziologije i inženjerstva. Istraživanja o biomehanici su postojala oduvijek, od najranijih ljudi koji su vadili kost iz životinjskog leša i uspješno je upotrijebili za podizanje teškog kamena ispod kojeg su se ukopale ukusne ličinke kukaca. Međutim, tek 1970-ih, s tehnološkim napretkom u elektroničkom mjerenju i računanju, mehanička načela postala su glavni utjecaj u razumijevanju bioloških sustava. Ljudski zglob koljena, na primjer, rutinski se modelira kao, čak definiran kao, mehanički zglob ili poluga. Ovaj pristup ljudskoj anatomiji proteže se na mnoga različita područja izvan medicine, uključujući atletske performanse i industrijski dizajn.
Ne radi se o tome da prijašnji fiziolozi koji proučavaju strukture i funkcije dijelova tijela nisu analogizirali ljudsko koljeno kao šarku. Strojarstvo je praktična znanost na jeziku matematike. Kada je postalo moguće precizno izmjeriti mnoge dijelove koljena i njihovu toleranciju na mehaničke sile, bilo je lako spojiti te brojeve u poznate inženjerske jednadžbe koje definiraju fizičke atribute zgloba ili poluge. Takva mjerenja i izračuni, nazvana biometrija, koriste se za poboljšanje protetike kao što su umjetni zglobovi za zamjenu kuka. Ljudska biomehanika je pokušaj definiranja ne samo koštanog zgloba nego i cijelog ljudskog tijela – njegove strukture, dizajna i funkcioniranja – kao nečega što se može predstaviti putem računalne simulacije.
Primarna svrha biomehanike, kako se odnosi na ljudsko tijelo, uglavnom je bila poboljšanje zdravlja. Primjer za to je procjena zdravlja srca i krvnih žila putem mjerenja protoka krvi i njihova primjena na inženjerske principe koji upravljaju dinamikom tekućina, fizičkim ponašanjem tekućina. Jedna od poznatijih primjena ljudske biomehanike je kineziologija, proučavanje pokreta. Ovo je značajan doprinos sportskoj industriji.
Inženjerski princip zvan optimizacija određuje specifične vrijednosti mehaničkog sustava, kao što je motor motora, za postizanje određenog stanja, kao što je učinkovitost ili tolerancija grešaka. Uz relevantna mjerenja određenog sportaša i model ljudske biomehanike trčanja, slično je moguće izračunati njegovu optimalnu formu, korak i druge vrijednosti za priliku za svjetski rekord. Istim metodama moglo bi se pokazati da ispravna biomehanika za određenog bacača bejzbola nalaže da se njegova brza lopta s razdvojenim prstima treba baciti s više savijanja i manjim naprezanjem zakretnog momenta u zglobu lakta. Tehnologije za mjerenje i analizu su ono što je pokretalo moderno područje ljudske biomehanike. Senzori kao što su akcelerometri za mjerenje brzine, brzi trodimenzionalni sustavi kamera za snimanje pokreta i moćna računala sposobna simulirati performanse vrlo složenih sustava primjeri su alata koji omogućuju proučavanje tijela kao mehaničkog sustava.