Der Wortteil Kater kommt vom Wort Katarrh (lateinisch katarrhus = herabfliessen) und meint lediglich eine Verkältung oder Schnupfen. Das ganze Wort Muskelkater hat also nichts mit dem tierischen Kater zu tun, sondern bedeutet eine Muskelerkältung

Der Muskelkater beginnt frühestens einige Stunden nach ungewohnten oder besonders intensiven Belastungen. Die Muskeln schwellen an, sind steif, hart, kraftlos und druckempfindlich. Die Schmerzen haben 1 bis 3 Tage nach der ursächlichen sportlichen Betätigung ihren Höhepunkt und dauern etwa eine Woche an.
Unter folgenden Bedingungen kann es zu Muskelkater kommen:

• körperliche Aktivität nach langer Pause
• ungewohnte Bewegungen bei gut trainierten Sportlern
• besonders starke Belastungen (Wettkampf) bei trainierten Sportlern
• nach Operationen bei gewissen Narkosemitteln (depolarisierende Muskelrelaxantien)
• nach epileptischen Krämpfen

Ursprünglich war man allgemein der Meinung, dass eine Übersäuerung des Muskels mit Lactat für den Muskelkater verantwortlich ist. Heute geht man davon aus, dass Mikrotraumatisierungen der Muskelfibrillen, d.h. kleinste Verletzungen der Muskelfasern durch Zerreissung, eine schmerzhafte Entzündung verursachen. Die zerstörten Fasern müssen abgebaut und abtransportiert werden.

Zwei Mechanismen können zu diesen Verletzungen führen. Erstens Muskelkontraktionen mit sehr grossen Kräften (Gewichtheben) oder zweitens sehr lange andauernde Kontraktionen mit hohem Energieumsatz (Marathon). Eine sehr starke Belastung für den Muskel sind ausserdem exzentrische Kräfte = Bremskräfte, als Beispiel Bergablaufen, wo der Muskel dauernd abbremsen muss. Die intramuskuläre Koordination, also dass alle Fasern miteinander koordiniert mitmachen und mitziehen, ist bei solchen Belastungen wichtig. Bei jeder Muskelkaterform sind keine wesentlichen Dauerschäden beobachtet worden; es kommt immer zur vollständigen Regeneration (Wiederherstellung).

Die beste Vorbeugung gegen Muskelkater ist, ihn für eine bestimmte Bewegungsform bereits erlitten zu haben. Diese Wirkung hält über 2 Wochen an.
Die Erklärung hierfür sind eine verbesserte intramuskuläre Koordination, d.h. alle Fasern helfen mit und verhindern so die Überbelastung einiger wenigen Fasern, eine verstärkte mechanische Belastbarkeit durch Muskelzuwachs und oder eine Zerstörung der besonders schwachen Fasern, welche wie bei einer natürlichen Selektion ausfallen.
Bei neuen ungewohnten Bewegungen sollte daher die Belastung anfangs klein gehalten werden, bis die Koordination im Muskel verbessert ist.
Aufwärmen, Dehnen und Massagen werden vorbeugend eingesetzt, ohne dass es klare Beweise für ihre Wirkung gibt.
Nach starken Belastungen, welche Muskelkater ausgelöst haben, kann man den Bewegungsschmerz durch leichte Belastungen (leichtes Jogging), leichte Massagen, Wärmebehandlungen (warmes Bad) und passives Dehnen etwas lindern. Dabei wird der Muskel gelockert und stärker durchblutet und kann so Zelltrümmer und Zellwasser abtransportieren und neue Nährstoffe wieder anhäufen.
Medikamente welche eine eindeutig bewiesene Wirkung gegen Muskelkater haben gibt es bis anhin keine. Teilweise empfohlen werden bei starken Beschwerden die Einnahme eines Entzündungshemmers  oder von genügend Magnesium (auch vorbeugend).