足的生物力學(xué)比較復(fù)雜。它與踝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)明顯的不同，但也有人認(rèn)為足的一部分和踝是一個(gè)單位。第二跗跖關(guān)節(jié)在足中部回縮，與中間楔骨形成一個(gè)關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)限制第二趾線的運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)第一趾線的穩(wěn)定性。外側(cè)趾線的活動(dòng)大于第二趾線。所以第二趾線的相對(duì)僵硬在站立后期起重要作用，為了趾離地，負(fù)荷將轉(zhuǎn)移至前足，這樣加大的負(fù)荷將落在第二跖骨上，第二趾線的強(qiáng)度必須加大。過高的重力負(fù)荷傳至這趾經(jīng)上，可使第二跖骨變厚。在分析站立時(shí)負(fù)荷傳導(dǎo)至各個(gè)跗骨關(guān)節(jié)時(shí)，雖無法追蹤力通過的各個(gè)縱向行徑，但負(fù)荷最大處應(yīng)在縱弓的最高點(diǎn)，它們也承受最大的負(fù)荷。Lisfranc關(guān)節(jié)（由跗跖關(guān)節(jié)組成）是在足中部，可穩(wěn)定第二跖骨，使之成為前足最堅(jiān)實(shí)的部位，能在行走時(shí)承受最大的負(fù)荷；在站立時(shí)，負(fù)荷平均分布于后跟和跖骨頭。第一足趾承受的負(fù)荷是其他跖骨所承受的2倍，在行走時(shí)，多數(shù)負(fù)荷傳至第二跖骨；在行走時(shí)，地面反作用力在后跟著地時(shí)，略偏于后跟中心的外側(cè)，然后再向外移至骰骨，最后在趾離地時(shí)，又移至第二跖骨和第一足趾。

足部的有效運(yùn)動(dòng)依賴于足部內(nèi)側(cè)縱弓的完整性，在足部傳遞力量過程中內(nèi)側(cè)縱弓的功能至關(guān)重要，有助于減震和分散傳遞至足部的力量。足弓的被動(dòng)結(jié)構(gòu)，即骨、韌帶和關(guān)節(jié)囊，形成了足的縱弓和橫弓。通常情況下，將前后方向的足弓稱為縱弓，分內(nèi)側(cè)和外側(cè)縱弓；內(nèi)外方向的稱為橫弓。內(nèi)側(cè)縱弓的骨性結(jié)構(gòu)由跟骨、距骨、足舟骨、內(nèi)中外3塊楔骨以及1～3跖骨共同構(gòu)成；脛骨后肌肌腱、趾長屈肌肌腱、拇長屈肌腱、足底方肌、足底筋膜以及跟舟足底韌帶等共同參與維持和穩(wěn)定。內(nèi)側(cè)縱弓比外側(cè)縱弓高，且具有彈性、較大的活動(dòng)度和較強(qiáng)的緩沖作用，故內(nèi)側(cè)足弓亦稱為彈性足弓。外側(cè)縱弓相對(duì)較低，腓骨長肌肌腱、足底長韌帶、跟骰足底韌帶共同參與足弓的維持，外側(cè)縱弓彈性較差，主要以支撐負(fù)重為主。橫弓主要有腓骨長肌肌腱、脛骨前肌肌腱、拇指收肌橫頭參與維持，其中，跖骨頭是橫弓主要的力量傳遞結(jié)構(gòu)，腓骨長肌肌腱是主要的穩(wěn)定維持結(jié)構(gòu)。

雖然這些足弓之間是相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，足底筋膜和足底韌帶支撐起足底的半弧形形態(tài)，但是，局部的動(dòng)態(tài)支撐還是需要依靠足部固有的內(nèi)在肌肉（intrinsic foot muscles）和間接的外在肌（extrinsic foot muscles）收縮。附著在足部的肌肉與肌腱也就是足部運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定足弓和控制足部外在整體運(yùn)動(dòng)的功能。由此可見，骨、韌帶結(jié)構(gòu)參與維持足弓的結(jié)構(gòu)性穩(wěn)定，而足的內(nèi)、外在肌則維持了動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中足弓的功能與穩(wěn)定性。

足弓的解剖結(jié)構(gòu)和功能的相互生物力學(xué)作用是十分復(fù)雜的，其在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)活動(dòng)中扮演重要的角色。在站立中，足部主要起到支撐作用；運(yùn)動(dòng)中可將其視為一個(gè)動(dòng)力鏈，在不同步態(tài)運(yùn)動(dòng)中，其最主要的兩個(gè)功能為支撐與推動(dòng)（propulsion）。在支撐早期，足部必須進(jìn)行屈曲以吸收在不同平面著地而導(dǎo)致的沖擊能量；在支撐后期，足可作為一個(gè)剛性的杠桿，將推進(jìn)身體向前運(yùn)動(dòng)的力作用于地面；然而，在支撐中期，足部需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行功能調(diào)整和負(fù)荷衰減。

人體足部作為一個(gè)靈活的結(jié)構(gòu)，在下肢與地面之間保證力量傳遞的有效性，這種功能是通過足部很多小關(guān)節(jié)之間的相互作用實(shí)現(xiàn)的。在支撐期，足弓會(huì)發(fā)生拉長和壓縮，并將沖擊負(fù)載作為足弓的彈性應(yīng)變能量進(jìn)行吸收。在支撐末期，當(dāng)跖趾關(guān)節(jié)伸展時(shí)，通過足部的絞盤效應(yīng)（windlass mechanism）有效提高足弓的剛度，足底筋膜的被動(dòng)彈性回彈產(chǎn)生向前推進(jìn)身體的正功。這種壓縮-回彈的過程被稱為“足部彈簧”機(jī)制，在足部每一次著地時(shí)，可以進(jìn)行機(jī)械能的貯存和隨后的釋放，提高步態(tài)的效率。

足底筋膜的絞盤效應(yīng)在人類步態(tài)中維持足部的剛度是十分重要的。從支撐中期到支撐末期，跖趾關(guān)節(jié)的伸展可以增加足底筋膜的張力，隨后通過屈曲和內(nèi)收跖趾關(guān)節(jié)伴隨后足旋后而縮短縱弓。這些骨結(jié)構(gòu)之間的變化強(qiáng)化了足部的剛度，衰減足部的緩沖性能，使足部過渡成一個(gè)剛性的杠桿，配合踝關(guān)節(jié)跖屈力矩有效傳遞至地面。已有研究證實(shí)，該過程中被動(dòng)的韌帶結(jié)構(gòu)對(duì)這種機(jī)制的貢獻(xiàn)，但是卻很少有研究關(guān)注縱弓的收縮成分在這一過程中的作用。

很多研究關(guān)注了足底筋膜貯存彈性勢能的功能。這種韌帶主要是保證足弓骨性結(jié)構(gòu)的完整性，以及在推進(jìn)過程中保障足部作為杠桿功能的剛度。足底筋膜可以進(jìn)行彈性勢能的貯存和釋放，其這種功能在跑步中的貢獻(xiàn)尚未充分研究。但是，足底筋膜是足部唯一可以因?yàn)樽愎瓑嚎s和跖趾關(guān)節(jié)伸展而被拉長的結(jié)構(gòu)。足底筋膜因?yàn)檫@種特點(diǎn)可以將其視為一個(gè)有效彈簧，當(dāng)沖擊力作用于足弓而使其產(chǎn)生壓縮時(shí)，可以根據(jù)不同的應(yīng)力調(diào)整足部的彈性功能，所以，彈性勢能也可以貯存在內(nèi)側(cè)縱弓的其他韌帶。

關(guān)于跑步中足底筋膜應(yīng)變調(diào)節(jié)的研究提到，支撐期足底筋膜應(yīng)變逐漸增加，直到支撐期的60%時(shí)，該應(yīng)變達(dá)到峰值。這一過程中，足底筋膜貯存了彈性勢能，在支撐期后40%階段，由于內(nèi)側(cè)縱弓的回彈，足底筋膜的彈性勢能開始釋放。而足弓回彈的功能主要是產(chǎn)生重力勢能和動(dòng)能以推進(jìn)身體向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)對(duì)患有嚴(yán)重足底筋膜炎的病人實(shí)施足底筋膜切開術(shù)后發(fā)現(xiàn)，通過足底傳遞的力量會(huì)大打折扣。

除了足底筋膜本身的能量貯存和釋放的特性外，足底筋膜還可以在跖趾關(guān)節(jié)和足弓之間傳遞能量，輔助其做功。這種功能并不罕見，如下肢雙關(guān)節(jié)肌如腓腸肌，可以為近端關(guān)節(jié)和遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)傳遞能量。足底筋膜傳遞能量的機(jī)制具有兩個(gè)優(yōu)勢：①跖趾關(guān)節(jié)和內(nèi)側(cè)縱弓骨性結(jié)構(gòu)之間傳遞額外的能量有利于幫助推進(jìn)；②在推動(dòng)階段，足底筋膜對(duì)足弓做功的貢獻(xiàn)，而不單純依靠其之前儲(chǔ)存的彈性應(yīng)變能量，所以應(yīng)變導(dǎo)致的足底筋膜的損傷風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更低。

核心穩(wěn)定性已經(jīng)受到了臨床醫(yī)學(xué)和運(yùn)動(dòng)損傷領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。其概念主要專注于脊柱-骨盆-髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性在正常的下肢運(yùn)動(dòng)模式中的作用，包含起到穩(wěn)定效果的深層小肌群和外層控制運(yùn)動(dòng)范圍的大肌肉群?，F(xiàn)已有學(xué)者將核心穩(wěn)定性的概念引入到足部，認(rèn)為足部的內(nèi)在肌和外在肌同樣起到維持足弓的穩(wěn)定性和整個(gè)足的運(yùn)動(dòng)。然而，近期幾篇關(guān)于臨床證據(jù)的研究和指南中提到，足底筋膜炎如脛后肌腱功能障礙、內(nèi)側(cè)脛骨應(yīng)力綜合征和下腿痛等疾病一樣，都沒有在治療過程中加入足部肌肉力量強(qiáng)化。

足的內(nèi)在肌和外在肌作為足弓的主動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)附著在足部，可見足弓還受局部的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和外在運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)影響。局部的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為足底內(nèi)的4層起始于或止于足部的肌肉。對(duì)足底內(nèi)在肌的描述最多的即其功能與縱弓和橫弓的半弧形結(jié)構(gòu)有關(guān)。淺層的兩層肌肉排列與足內(nèi)外側(cè)縱弓一致，深層的兩層肌肉與前后橫弓相似。這些肌肉通常有較小的力臂，較小的橫截面積，在每一次的步態(tài)中，4層足內(nèi)肌控制著足弓的變化角度與速度，承擔(dān)足弓的負(fù)荷，對(duì)足弓的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行協(xié)同與調(diào)整，穩(wěn)定足弓。同時(shí)，足的外在肌，起始于小腿，跨過踝關(guān)節(jié)，止于足部，通過其較長的肌腱控制足部整體運(yùn)動(dòng)。這些肌肉有較大的橫截面積，較大的力臂，是足部的主要?jiǎng)恿?，同時(shí)也為足弓提供一定的穩(wěn)定性。例如，跟腱源自小腿三頭肌，與足底腱膜有共同的接點(diǎn)，小腿三頭肌的肌力增加會(huì)造成足底筋膜的張力增加。該現(xiàn)象對(duì)于足部的運(yùn)動(dòng)來說，是非常重要的，在步態(tài)中影響足部靈活性和剛性之間的協(xié)調(diào)與轉(zhuǎn)換。足外在肌的肌腱方向清楚地說明了它們對(duì)縱向足弓和橫向足弓提供動(dòng)態(tài)支持和控制的能力。這些控制足部整體運(yùn)動(dòng)的肌肉在動(dòng)態(tài)任務(wù)中既可以吸收沖擊，也可以提供推進(jìn)力。