剧烈运动后头晕可能是心脏回心血量减少，从而导致脑缺血、缺氧导致。
因为在剧烈运动时可能会导致心跳呼吸加快，毛细血管扩张肌肉会节律性收缩，会挤压下肢静脉促使血液循环。在停止运动后肌肉的节律收缩立刻停止，回心血量减少会导致大部分血液在肌肉中积存，从而使脑部的供血量不足会引起头晕，在休息后会逐渐好转。
如果本身存在高血压疾病，在剧烈运动时可能会导致血压增高，在运动后也会出现头晕的症状。