Die Biomechanik befasst sich mit der Analyse von Strukturen und Funktionen des Haltungs- und Bewegungsapparats und der Untersuchung der Bewegung biologischer Systeme. Sie kombiniert hierzu die Methoden, Erkenntnisse und Verfahren der technischen Mechanik und der Biologie und Anatomie. Die Anwendung der Biomechanik in der Arbeitsgestaltung ähnelt der in den Sportwissenschaften. Dabei stehen gesundheitliche Auswirkungen und Optimierungen von Haltungen und Bewegungsabläufen mit oder ohne zusätzliche Lasten und äußere Krafteinwirkungen im Vordergrund. Zu den wesentlichen Messmethoden zählen Bewegungsanalysen, Anthropometrie, Ableitungen von Muskelaktivitäten (Elektromyografie) und Messungen der äußeren Kräfte.

Die Messung der körperinternen Kräfte ist nur in Ausnahmefällen möglich und aus ethischen Gründen vertretbar. Hierfür stellt die Anwendung digitaler Menschmodelle in der Biomechanik eine innovative Methode dar. Neuere Modelle sind in der Lage, unter Berücksichtigung detaillierter körperinterner anatomischer Strukturen unter anderem Muskelkräfte und Gelenkkräfte abzuschätzen. Die aktuellsten Entwicklungen für Anwendungen im Sport- oder Medizinbereich gehen dahin, speziell interessierende Körperstrukturen wie Wirbelsäule, Knie oder Hüfte als Finite-Elemente-Submodelle zu integrieren. Eine besondere Herausforderung besteht darin, mit Hilfe von Materialparametern der biologischen Strukturen, die aus in-vitro-Untersuchungen gewonnen wurden, Risiken für mögliche Schädigungen solcher Körperstrukturen vorherzusagen. Derartige Methoden eröffnen Möglichkeiten, individuelle Parameter wie Körperstatur und Alter mit zu berücksichtigen.

Die Forschung in der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) konzentriert sich auf die Weiterentwicklung und Anwendung biomechanischer Methoden und digitaler Menschmodelle für die Beurteilung und Gestaltung von Arbeitstätigkeiten.