Biomechanika człowieka jako rygorystyczna dyscyplina jest stosunkowo nowoczesnym połączeniem dwóch starożytnych nauk – fizjologii i inżynierii. Badania w dziedzinie biomechaniki istniały zawsze, od najwcześniejszych ludzi, którzy wydobyli kość z padliny zwierzęcej i z powodzeniem użyli jej do podniesienia ciężkiego kamienia, pod którym ryły smakowite larwy owadów. Jednak dopiero w latach 1970. XX wieku, wraz z postępem technologicznym w pomiarach i obliczeniach elektronicznych, zasady mechanistyczne stały się głównym czynnikiem wpływającym na zrozumienie systemów biologicznych. Na przykład staw kolanowy człowieka jest rutynowo modelowany jako, a nawet definiowany jako mechaniczny zawias lub dźwignia. To podejście do anatomii człowieka rozciąga się na wiele różnych dziedzin poza medycyną, w tym wyniki sportowe i wzornictwo przemysłowe.
Nie chodzi o to, że poprzedni fizjolodzy badający struktury i funkcje części ciała nie porównywali ludzkiego kolana jako zawiasu. Inżynieria mechaniczna to praktyczna nauka w języku matematyki. Kiedy stało się możliwe precyzyjne zmierzenie wielu części kolana i ich tolerancji na siły mechaniczne, łatwo było połączyć te liczby ze znanymi równaniami inżynierskimi, które definiują fizyczne atrybuty zawiasu lub dźwigni. Takie pomiary i obliczenia, zwane biometrią, są wykorzystywane do poprawy protetyki, takiej jak sztuczne stawy biodrowe. Biomechanika człowieka to próba zdefiniowania nie tylko stawu kostnego, ale całego ludzkiego ciała – jego struktury, konstrukcji i funkcjonowania – jako czegoś, co można przedstawić za pomocą symulacji komputerowej.
Podstawowym celem biomechaniki w odniesieniu do ludzkiego ciała jest w dużej mierze poprawa zdrowia. Przykładem tego jest ocena zdrowia sercowo-naczyniowego poprzez pomiary przepływu krwi i zastosowanie ich do zasad inżynierii rządzących dynamiką płynów, fizycznym zachowaniem płynów. Jednym z bardziej znanych zastosowań biomechaniki człowieka jest kinezjologia, czyli badanie ruchu. Był to znaczący wkład w przemysł sportowy.
Zasada inżynierska zwana optymalizacją określa określone wartości systemu mechanicznego, takiego jak silnik silnikowy, w celu osiągnięcia określonego stanu, takiego jak sprawność lub odporność na uszkodzenia. Mając odpowiednie pomiary danego sportowca i model biomechaniki biegania człowieka, podobnie można obliczyć jego optymalną formę, krok i inne wartości dla szansy na pobicie rekordu świata. Za pomocą tych samych metod można wykazać, że prawidłowa biomechanika dla konkretnego miotacza baseballu nakazuje, aby jego szybka piłka z rozdwojonymi palcami była rzucana z większym zgięciem i mniejszym naprężeniem obrotowym w przegubowym stawie łokciowym. Technologie pomiaru i analizy napędzają współczesną dziedzinę biomechaniki człowieka. Czujniki, takie jak akcelerometry do pomiaru prędkości, szybkie trójwymiarowe systemy kamer rejestrujące ruch oraz potężne komputery zdolne do symulowania działania bardzo złożonych systemów to przykłady narzędzi umożliwiających badanie ciała jako układu mechanicznego.