Algunos de los beneficios más importantes que se obtienen con un buen calentamiento, previo a una actividad física, sobre los diferentes sistemas corporales son:

Sistema nervioso. aceleración de procesos nerviosos por aumento de temperatura corporal. Esta activación del sistema nervioso permite una mejora en la capacidad de recepción y transmisión de la información, con lo que se consigue una notable eficiencia en la actividad física a desarrollar: mayor velocidad de percepción de estímulos, disminución de tiempo de reacción, mejora de la coordinación inter e intramuscular disminuyendo el riesgo de lesión, etc.

Sistema muscular. con el calentamiento se consigue aumentar la temperatura muscular entre 1 y 1,51º, lo que permite al músculo tener mucha mayor viscoelasticidad, que se traduce en mejora de las cualidades físicas básicas como fuerza, resistencia, velocidad, elasticidad, etc. Este punto está íntimamente relacionado con la mejora de la coordinación muscular para mejora de las fases de contracción, relajación y posiciones mantenidas según gestos concretos en la práctica deportiva, a fin de mejorar su eficiencia.

Sistema cardio-respiratorio. Se acelera la acción de bombeo del corazón y por ello también el ritmo de la respiración aumenta, por la demanda de aumento de litros de aire por minuto. El aumento de temperatura corporal provoca que el corazón se dilate y tenga más capacidad de bombeo de sangre en su contracción. El hecho de que se aumente la frecuencia cardíaca, provoca que se bombee al sistema músculo-esquelético más cantidad de sangre en más latidos por minuto, para las demandas de oxígeno y nutrientes de músculos que son solicitados. Todo ello bajo un aumento de la presión arterial, que facilita esta circulación sanguínea.

Sistema dérmico. El aumento de temperatura corporal debe ser controlado, puesto que en exceso puede resultar peligroso, y en algún caso mortal. Para mantener en rangos saludables ese aumento de temperatura a consecuencia del ejercicio, se consigue gracias a la sudoración, a fin de evitar un excesivo calentamiento interno corporal.
Con el sudor se eliminan toxinas consecuentes del daño muscular, como el ácido láctico. La sudoración conlleva igualmente la pérdida de agua y electrolitos, los cuales pueden finalmente llevar a una situación de deshidratación. Por ello, debe siempre mantenerse la hidratación durante la actividad, y no llegar a la situación de sed, puesto que ya se habrá entrado en el principio de deshidratación. La reposición debe igualmente contemplar electrolitos básicos para la adecuada contracción muscular tales como sodio, potasio, etc.

Esfera psicológica. El calentamiento supone el enfrentarse poco a poco de una situación de reposo a una actividad física concreta, con todo el componente psicológico que conlleva: concentración, motivación, etc. Todo ello irá escalado en función de las necesidades individuales y contexto: deportistas de élite plantearán unas estrategias de calentamiento diferentes en función de su objetivo de ese día o de un micro-macrociclo de una temporada deportiva; una persona de mediana edad que vaya a comenzar una sesión de actividad física en la rehabilitaciçon de cirugía de hombro según antecedentes deberá ser supervisada; etc.