Da bismo razumjeli načelo rada elektromiografske stimulacije, pogledajmo najprije prirodni proces kontrakcije ljudskog mišića. Na primjer, kada osoba izvrši bilo koji voljni pokret, motorna kora mozga prima specifične signale iz drugih dijelova mozga i šalje impulse do potrebnih motornih neurona (živčanih stanica) leđne moždine. Motorni neuroni se vežu uz mišićne stanice uz pomoć aksona (neurita) i prenose impulse kroz njih, stimulirajući te stanice, uzrokujući tako kontrakciju mišića.
Električnom stimulacijom mišića mišići izravno primaju impulse koji su precizno kalibrirani po dubini, frekvenciji i obliku, zaobilazeći mozak i leđnu moždinu. Zbog toga se oni skupljaju i prenose informacije o radnjama koje se izvode natrag kroz živčani sustav. Kombinirajući električnu stimulaciju sa stvarnim izvođenjem (ili imitacijom) vježbi se mogu ojačati postojeće neuronske veze i stvoriti nove neuronske veze, čime se povećava brzina odgovora (reakcije). Isti princip temelj je liječenja. Na primjer, nakon moždanog udara, kada ljudski mozak ne može samostalno replicirati impulse potrebne za kretanje, može učiti uz pomoć umjetne stimulacije generirane povratnom spregom kontraktilnih mišića.
