การหดเกร็งกล้ามเนื้อปกติเริ่มจากกระแสประสาทที่ส่งมาจากสมองผ่านเซลล์ประสาทในระหว่าง ๆไปถึงกลุ่มเซลล์ในกล้ามเนื้อ ทำให้เซลล์ปล่อยไอออนแคลเซียมจาก sarcoplasmic reticulum (SR) ซึ่งเป็นหน่วยเก็บแคลเซียมแคลเซียมก็จะทำให้เส้นใยฝอยกล้ามเนื้อ (myofibrils) หดเกร็งโดยใช้พลังงานจากอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP)ในขณะเดียวกัน SR ก็จะดูดแคลเซียมคืนผ่านปัมพ์แคลเซียมแบบเร็ว (sodium-calcium exchanger)เซลล์แต่และตัวในกล้ามเนื้อจะหดเกร็งอย่างสมบูรณ์ดังนั้น การหดเกร็งโดยรวมจะแรงกว่าถ้ากล้ามเนื้อทั้งหมดหดเกร็ง ซึ่งต้องอาศัยกระแสประสาทมากกว่าและการทำงานของกลุ่มเซลล์อื่น ๆ ในกล้ามเนื้อเมื่อกระแสประสาทหยุดลง แคลเซียมก็จะหยุดไหลออกจาก SR แล้วกล้ามเนื้อก็จะคลายตัว

ปัมพ์แคลเซียมแบบเร็วทำงานโดยอาศัยเกรเดียนต์ของโซเดียมคือโซเดียมจะไหลออกจาก SR โดยแลกเปลี่ยนกับแคลเซียมที่ไหลกลับเข้า SR และปัมพ์โซเดียม-โพแทสเซียมจะเป็นตัวรักษาเกรเดียนต์ของโซเดียมการขาดโซเดียมจะทำให้เกรเดียนต์ของโซเดียมแรงไม่พอให้ทำงานเป็นปัมพ์แคลเซียมดังนั้น ไอออนแคลเซียมก็จะคงอยู่ในเส้นใยฝอยกล้ามเนื้อ ทำให้กล้ามเนื้อไม่คลายตัวและทำให้เป็นตะคริวแต่ในที่สุดตะคริวก็จะคลายลงอาศัยปัมพ์แคลเซียมแบบช้า (plasma membrane Ca2+ ATPase) ซึ่งได้พลังงานมาจาก ATP ไม่ใช่จากเกรเดียนต์ของโซเดียม และปัมพ์แคลเซียมกลับเข้าไปในหน่วยเก็บ[ต้องการอ้างอิง]

ตะคริวก็สามารถเกิดด้วยถ้ากล้ามเนื้อไม่คลายตัวเพราะใยไมโอซิน (myosin fiber) ไม่หลุดออกจากใยแอกติน (actin filament) อย่างสิ้นเชิงในกล้ามเนื้อโครงร่าง ระดับ ATP ต้องมากพอเพื่อให้ส่วนปลายของใยไมโอซินเข้าต่อกับใยแอกติน หรือหลุดออกจากใยแอกติน ซึ่งทำให้กล้ามเนื้อหดตัวหรือคลายตัวถ้า ATP ไม่พอ ส่วนปลายของใยไมโอซินก็จะคงยึดอยู่กับใยแอกตินดังนั้น กล้ามเนื้อจึงต้องใช้เวลาสร้าง ATP ขึ้นมาใหม่ก่อนที่ใยไมโอซินจะหลุดออกจากใยแอกตินแล้วทำให้กล้ามเนื้อคลายตัวได้