Por propiocepción se entiende la conciencia de la posición del propio cuerpo en el espacio. Tal conciencia es fundamental para ejecutar cualquier movimiento deportivo. Sea cual sea el deporte o movimiento y, para controlar la contracción muscular, el sistema nervioso central debe de estar continuamente informado vía sensores sobre los resultados de sus acciones, así como de su posición en el espacio. 

Tales sensores se conocen como propioceptores y proporcionan información vía retroalimentación. Tal información neural aferente es producida por los receptores sensoriales como resultado del movimiento. Dicha información luego se utiliza como base para refinar y mejorar el movimiento.

Varios tipos de receptores proporcionan datos propioceptivos al sistema nervioso central. Los propioceptores musculares proporcionan información de retroalimentación sobre la tensión y la longitud muscular. Los articulares sobre la aceleración, el ángulo, y la dirección del movimiento de las articulaciones. Los cutáneos respecto a la presión sobre la piel. 

Los receptores sensoriales son células excitables altamente especializadas para reaccionar a un estímulo o modificación del medio en que se encuentra. Tales células han evolucionado de tal forma que han desarrollado al máximo la propiedad de detectar cambios mínimos de una variable ambiental y convertir la información recibida en una señal eléctrica que luego es enviada a los centros de procesamiento en el sistema nervioso central.

Los estímulos que llegan al organismo son de distinta naturaleza, pudiendo ser mecánicos, físicos, químicos, o electromagnéticos. Todos ellos son capaces de modificar las propiedades funcionales de las células sensoriales.

Por ejemplo, los reflejos del cuello facilitan los movimientos esenciales del tronco y las extremidades durante los saltos mortales, y los gimnastas utilizan movimientos fuertes de la cabeza para controlar sus giros. En todos ellos existen estímulos sensoriales aferentes que ascienden hacia el sistema nervioso central, así como estímulos motores eferentes que descienden del sistema nervioso central hacia la periferia.

El propioceptor más complejo y, quizás más importante, sea el huso muscular. Su estructura es cilíndrica, alargada, y engrosada en su parte central. En su interior existen dos o más fibras musculares transformadas y especializadas para funcionar como como mecanorreceptores de elongación. Se encuentran a lo largo de todo el músculo, pero tienden a concentrarse en su centro. Cada huso está ubicado en el interior de musculo y paralelo a las fibras musculares, y detecta tanto la razón de cambio en su longitud como en la longitud muscular total lograda. 

Galileo (1564-1642) describió el movimiento en términos de razones de cambio en función de la unidad de tiempo. Una razón de cambio de tiempo de una cantidad corresponde al cambio en esa cantidad dividida por el tiempo. Esto nos indica con que rapidez sucede algo, o cuánto cambia algo en una cierta cantidad de tiempo. 

Las razones de cambio que describen el movimiento son tres: 1.- velocidad (la razón a la que se recorre una distancia en el tiempo); 2.- velocidad (la razón a la que se recorre una distancia en el tiempo en una dirección determinada), y 3.- aceleración (la razón a la que cambia la rapidez o la velocidad). La aceleración es compleja porque representa una razón de cambio de otra razón de cambio.

Por ejemplo, cuando estiramos un músculo, también se estiran los husos musculares y se estimula la neurona aferente cuyo axón periférico termina en el mismo huso. La fibra aferente pasa a la médula espinal y hace sinapsis en las neuronas motoras que inervan tal músculo. Dado que un estímulo es un cambio físico o químico detectable en el entorno de un receptor sensorial, la estimulación del músculo estirado como resultado de este reflejo de estiramiento, hace que el músculo se contraiga lo suficiente como para aliviar el estiramiento.

Las personas mayores o aquellas con músculos cuádriceps débiles aprovechan el huso muscular apoyando sus manos sobre el centro de sus muslos cuando se levantan de una posición sentada. La contracción del cuádriceps provoca la extensión de la articulación de la rodilla. La tensión muscular generada es la fuerza producida durante la contracción muscular por el acortamiento de los sarcómeros, lo que provoca el estiramiento y la contracción del tejido conjuntivo elástico y el tendón del músculo.

El acto de empujar en el centro de los muslos al levantarse estira ligeramente el cuádriceps, estimulando los husos musculares. El reflejo de estiramiento resultante ayuda a la contracción de los músculos cuádriceps, y también ayuda a la persona a adoptar una posición de pie.

El reflejo de estiramiento es un reflejo monosináptico en el que una neurona aferente que se origina en un receptor muscular del estiramiento termina directamente en la neurona eferente que inerva al mismo músculo para hacer que se contraiga y contrarreste el estiramiento.

Los deportistas saben utilizar el huso muscular y el reflejo de estiramiento en su beneficio. Para saltar alto, un atleta comienza doblando las rodillas y agachándose. Esta acción estira los músculos cuádriceps y aumenta la velocidad de disparo de los husos musculares, desencadenando así el reflejo de estiramiento que refuerza la respuesta contráctil de los músculos cuádriceps. De esta forma los músculos extensores ganan fuerza adicional.

El mismo principio aplica a las típicas salidas de tacos que se ven en las carreras de velocidad, el swing de revés en tenis, y el swing de golf. Tales pre-estiramientos proporcionan una mayor excitación muscular a través de la actividad refleja iniciada por los husos musculares elongados.