Kontraksi otot adalah aktivasi situs-situs yang menghasilkan ketegangan di dalam serat-serat otot. Dalam fisiologi, kontraksi otot tidak selalu berarti pemendekan otot karena ketegangan otot dapat diproduksi tanpa perubahan panjang otot seperti memegang buku berat atau dumbbell pada posisi yang sama. Penghentian kontraksi otot diikuti oleh relaksasi otot, yang merupakan pengembalian serat otot ke negara dengan tegangan rendah.
Kontraksi otot dapat digambarkan berdasarkan dua variabel: panjang dan ketegangan. Kontraksi otot digambarkan sebagai isometrik jika ketegangan otot berubah tetapi panjang otot tetap sama. Sebaliknya, kontraksi otot isotonik jika ketegangan otot tetap sama sepanjang kontraksi. Jika panjang otot lebih pendek, kontraksi konsentris; jika panjang otot memanjang, kontraksi menjadi eksentrik. Dalam gerakan alami yang mendasari aktivitas lokomotor, kontraksi otot bersifat multifaset karena mereka mampu menghasilkan perubahan panjang dan ketegangan dalam waktu yang bervariasi. Oleh karena itu, baik panjang atau ketegangan cenderung tetap sama di otot yang berkontraksi selama aktivitas lokomotor.
Pada vertebrata, kontraksi otot rangka bersifat neurogenik karena membutuhkan input sinaptik dari neuron motorik untuk menghasilkan kontraksi otot. Sebuah neuron motorik tunggal mampu menginstervasi beberapa serabut otot, sehingga menyebabkan serat berkontraksi pada waktu yang bersamaan. Setelah diinervasi, filamen protein dalam setiap serat otot skelet bergeser melewati satu sama lain untuk menghasilkan kontraksi, yang dijelaskan oleh teori filamen geser. Kontraksi yang dihasilkan dapat digambarkan sebagai kedutan, penjumlahan, atau tetanus, tergantung pada frekuensi potensial aksi. Pada otot skeletal, ketegangan otot terbesar ketika otot direntangkan ke panjang antara seperti yang dijelaskan oleh hubungan tegangan panjang.
Tidak seperti otot rangka, kontraksi otot-otot halus dan jantung adalah myogenic (yang berarti bahwa mereka diprakarsai oleh sel-sel otot polos atau jantung sendiri bukannya dirangsang oleh peristiwa luar seperti stimulasi saraf), meskipun mereka dapat dimodulasi oleh rangsangan dari sistem saraf otonom. Mekanisme kontraksi pada jaringan otot ini mirip dengan jaringan otot rangka.
Kontraksi adalah menegangnya otot sehingga menjadi lebih pendek dan dapat menggerakkan tulang, kontraksi tersebut akan selalu diiukti dengan relaksasi yang menyebabkan otot kembali ke ukurannya semula. Apabila otot berkontraksi namun gagal berelaksasi akan terjadi kelainan yang disebut dengan kram.
Otot tersusun atas serabut miofibril yang terdiri atas filamen tipis dan filament tebal. Filamen tipis tersusun atas protein aktin sedangkan filamen tebal tersusun atas protein miosin. Pada miofibril nampak bagian gelap dan terang (lurik) oleh karena itu sel-sel otot rangka sering disebut dengan nama sel otot lurik. Bagian gelap dan terang ini terus berulang-ulang, setiap set bagian gelap-terang disebut dengan sarkomer.
Mekanisme kontraksi otot disebut dengan sliding filament model, karena berkaitan dengan gerakan meluncur dari filamen tebal dan tipis. Sebelum sampai pada penjelasan sliding filament model, perhatikanlah bagian sarkomer di bawah ini. Filamen tebal digambarkan dengan garis tebal biru, sedangkan filament tipis digambarkan dengan garis kuning.
Pada filamen tebal (miosin) terdapat bagian mirip kepala yang berfungsi mengait filament tipis (aktin). Kaitan dari kepala miosin inilah yang menyebabkan terjadinya gerakan meluncur (sliding) yang menimbulkan otot berkontraksi.