仰卧起坐主要锻炼腹部肌肉群的力量，尤其是腹直肌、腹外斜肌和髂腰肌，同时能辅助增强髋部屈肌和脊柱稳定性。
腹直肌是仰卧起坐的核心目标肌群，位于腹部正中线两侧。通过躯干屈曲动作，腹直肌上段和下段均能得到有效刺激，长期练习可增强腹部核心力量，帮助塑造马甲线或六块腹肌。但需注意动作标准性，避免颈部代偿发力。
当进行转体式仰卧起坐时，腹外斜肌参与度显著提升。这些位于腹部两侧的肌肉负责躯干旋转和侧屈，强化后能改善腰部线条并增强躯干稳定性。对于需要扭转动作的运动项目，如高尔夫或网球，腹外斜肌的锻炼尤为重要。
髂腰肌作为连接腰椎和大腿的深层肌肉，在仰卧起坐起身阶段会协同发力。过度依赖髂腰肌可能导致腰椎压力增加，建议配合卷腹等孤立腹部训练，避免髋部屈肌过度代偿。
髋关节周围的髂腰肌、股直肌等屈肌群在仰卧起坐中起辅助作用。当动作幅度过大或速度过快时，这些肌肉容易主导发力，反而削弱腹部训练效果。可通过控制起身角度在30-45度之间，将负荷集中在腹部。
包括竖脊肌、多裂肌等深层肌群在动作过程中持续收缩以维持脊柱中立位。虽然并非主要发力肌群，但这些肌肉的协同工作能预防运动损伤，对改善体态和缓解腰背疼痛有积极作用。
建议将仰卧起坐与其他核心训练如平板支撑、死虫式等结合，避免单一动作导致的肌肉失衡。训练初期每周2-3次，每组15-20个，注意收紧腹部并保持呼吸节奏。腰部不适者可采用屈膝姿势或改用卷腹替代，孕妇及腰椎间盘突出患者应避免该动作。配合有氧运动和蛋白质摄入，能更有效提升肌肉耐力与形态。
