Fizjologia Gdy komory serca napełniają się większą objętością krwi niż zwykle, powoduje to zwiększenie siły skurczu włókien mięśniowych. Siła skurczu jest proporcjonalna do początkowej długości sarkomeru, natomiast rozciągnięcie poszczególnych włókien zależy od objętości końcoworozkurczowej, w wyniku czego zwiększa się obciążenie każdego włókna mięśniowego rozciągniętego do ich optymalnej długości. Rozciąganie włókien mięśniowych powoduje zwiększenie powinowactwa troponiny C do wapnia, zatem powstaje więcej mostków w obrębie włókna. W rezultacie wzmocniona zostaje siła skurczu.
Dzięki właściwości mięśnia sercowego, która jest odpowiedzialna za mechanizm Franka-Starlinga, serce może automatycznie dostosować się do zwiększonego powrotu żylnego, przy każdej częstości akcji serca. Mechanizm ma znaczenie funkcjonalne, ponieważ służy do dostosowania objętości wyrzutowej lewej komory do objętości wyrzutowej prawej komory. Gdyby ten mechanizm nie istniał, objętość wyrzutowa prawego i lewego serca nie byłyby równe, krew gromadziłaby się w krążeniu płucnym (gdyby prawa komora wyrzucała więcej krwi niż lewa) lub w krążeniu ogólnoustrojowym (gdyby lewa komora wyrzucała więcej krwi niż prawa). Gdyby na przykład prawe serce pompowało tylko 1 ml krwi więcej na uderzenie, różnica już po minucie odpowiadałaby ok.