Grunnlaget for dødsstivhet er biokjemisk og beror på at ATP (adenosintrifosfat) brytes ned i muskelcellene og ATP-konsentrasjonen faller. ATP er avgjørende for at muskelfibrene skal kunne slappe av. Ved anaerob glykolyse, nedbrytning av ATP uten tilgang på oksygen, øker melkesyreinnholdet i muskelen betydelig, noe som påvirker muskelproteinene aktin og myosin til å innta en rigid form. Samtidig øker innholdet av ATP-nedbrytningsproduktet hypoxantin. Måling av hypoxantinnivå i for eksempel øyevæske fra lik benyttes til bestemmelse av dødstidspunkt. Det er stor individuell variasjon i muskulaturens ATP-innhold, samt påvirkning av omgivelsestemperatur. Dette gir en vurdering av dødsstivhet kun et grovt grunnlag for å vurdere dødstidspunktet.