발가락이 움직이지 않고 힘줄이 당겨지는 현상은 단순한 피로를 넘어 해부학적으로 복잡한 작용으로 설명된다. 발가락의 구부림과 신전은 발가락 자체의 근육뿐 아니라 발목과 종아리까지 연결된 긴 힘줄의 협응으로 가능해지며, 국소성 근육 경련이 심해지면 힘줄이 한계치 이상으로 당겨져 독특한 통증과 비틀림을 유발한다. 경련이 최고조에 달하면 근육 내부 압력이 상승해 말초 혈관과 신경이 일시적으로 압박되면서 뇌의 명령에도 불구하고 발가락이 굳은 상태로 움직이지 않는 가역적 마비가 나타난다. 이 현상은 영구적인 것이 아니며 경련이 풀리면 자연스럽게 회복된다.
발가락 경련의 원인은 단일하지 않으며 일상 습관과 신체 환경이 복합적으로 작용한다. 첫째로 근육의 누적 피로와 부적절한 신발 착용은 발바닥 아치를 지지하는 미세 근육들을 과로하게 만들고 작은 자극에도 경련을 일으킬 수 있다. 둘째로 탈수와 전해질 불균형은 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 등의 이온 균형이 깨지며 신경 흥분도와 근육 수축 조절에 영향을 준다. 셋째로 하체 혈액 순환 장애나 저체온증은 혈관 수축으로 말초에 혈액과 산소 공급이 감소해 근육 대사 노폐물이 축적되며 경련으로 이어진다. 넷째로 구조적 결함인 편평족이나 요족, 만성 족저근막염은 발바닥 힘줄에 비정상적 스트레스를 가해 근육의 과방어 반응을 촉발한다. 이러한 요인들이 서로 얽혀 발가락 경련을 발생시키므로, 관리와 예방법 역시 다각적으로 접근해야 한다.
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