Основа утомления — торможение в клетках центральной нервной системы, направленное на предотвращение значительного истощения запасов энергии, что могло бы привести к повреждению работающего органа или системы органов, и од­новременно- сигнал для работающего человека о необходимости отдыха. Субъективным проявлением утомления является уста­лость — специфическое ощущение, которое сопровождается без­различием к работе, а также и нежеланием продолжать ее (об этом говорилось выше).Будучи по своей природе естественным и необходимым физио­логическим явлением, утомление вместе с тем может считаться нормальным лишь в том случае, если отдых, по продолжитель­ности естественным образом «вписывающийся» в обычный распо­рядок дня, полностью снимает его. Если же интенсивность рабо­ты или объем ее были чрезмерными (а человек в силу опреде­ленных причин не мог прекратить работу) или если отдых после работы недостаточен для полного восстановления физиологиче­ских возможностей организма, утомление постепенно, в течение некоторого периода, или остро может перейти в особое патоло­гическое состояние, получившее название переутомления. Это состояние организма, пограничное между здоровьем и болезнью. Оно выражается в целом ряде нарушений — в первую очередь в ухудшении психических функций (ослабление памяти, снижение внимания, затруднение мышления, рассеянность, повышенная раз­дражительность, безразличие к окружающему и т. д.), в наруше­ниях сна (он становится неглубоким и тревожным), в снижении аппетита, в общей вялости и слабости, в появлении головной боли и т. д. При этом наблюдается также и снижение устойчивости ор­ганизма к различным заболеваниям, в первую очередь простуд­ным, к неблагоприятным факторам внешней среды. Для предотвращения переутомления наряду с соблюдением требований, относящихся к организации самой работы (объем и сложность задания, темп и ритм выполнения, степень разнообра­зия конкретных действий и т. д.), важное значение имеет и обе­спечение ее условий (четкий режим дня, полноценный сон, соот­ветствующее затратам энергии питание, хорошая вентиляция по­мещения и т. д.).
Характерны признаки утомления, особенно у учащихся млад­ших классов. С появлением утомления ребенок начинает отвле­каться от работы, не может на ней сосредоточиться; его внимание начинают привлекать посторонние предметы и даже незначитель­ные события, происходящие в помещении класса или вне его, и он начинает смотреть в окно на улицу, и т. д. У некоторых учеников возникает двигательное беспокойство: ребенок ерзает за партой, потягивается, а то и вскакивает. У учащихся среднего и стар­шего школьного возраста двигательное беспокойство, как прояв­ление начинающегося утомления, может отсутствовать благодаря лучшему самоконтролю. При сильном утомлении полностью вла­деть собой не могут и взрослые. Всем хорошо известна ситуа­ция: аудитория слушает доклад. Сначала все сидят спокойно, в помещении тишина, и слышен лишь голос выступающего. В зави­симости от степени привлекательности или важности доклада раньше или позднее в аудитории постепенно нарастает шум — слушатели начинают переговариваться между собой, раздается скрип стульев, слышно покашливание и т. д. Все это — признаки утомления.

На начальной фазе утомления ученик начинает спешить, почерк у него ухудшается, в работе появляется все большее количество ошибок, описок. В самом начале утомления замечание или стро­гий окрик учителя еще могут на время «успокоить» ученика, вре­менно улучшить качество выполняемой им работы. Однако если вскоре не переключить его на иной вид деятельности (например, перейти от письма к чтению, от заучивания стихов к рисованию) или не сделать физкультурной паузы (физкультминутка), то у него наступает вторая фаза утомления: дальнейшее нараста­ние возбуждения или же, напротив, развитие торможения с вя­лостью, сонливостью, безразличием к окружающему, вплоть до полного прекращения способности к работе. Учащиеся класса в той или иной степени различаются по ти­пам высшей нервной деятельности. В связи с этим устойчивость их к утомлению и характер наблюдающихся в ходе его развития явлений различны. У учащихся с преобладанием в центральной нервной системе процессов торможения над процессами возбуж­дения утомление с самого начала может выражаться признаками торможения, не сопровождаясь проявлениями возбуждения. На­против, у учащихся с преобладанием в центральной нервной си­стеме процессов возбуждения как первая, так и вторая фаза утом­ления проявляются возбуждением, во второй фазе чрезмерным. Учитель обязательно должен дать учащимся отдых или переклю­чить их на иной вид учебной деятельности, если значительная часть учащихся класса начинает отвлекаться от дела, переговари­ваться и т.д. Центральная нервная система человека и его организм в це­лом обладают большими возможностями для производительной ра­боты. При этом ни один из видов деятельности, работы не ведет к полной нагрузке всех без исключения органов и систем.