Muskelkater ist eine Überlastung der Muskelfasern, wodurch kleine Risse (Mikrotraumata) in den Z-Scheiben im Muskelgewebe auftreten. Die Entzündungen, die durch die Risse entstehen, führen durch Eindringen von Wasser (es bilden sich Ödeme) zum Anschwellen des Muskels. Ein sofortiger Schmerz stellt sich nicht ein, da sich innerhalb der Muskelfaser keine Schmerzrezeptoren befinden. Nach etwa 12 bis 24 Stunden beginnt der Körper jedoch, die durch die Mikrotraumata gebildeten Entzündungsstoffe auszuspülen, wodurch sie in Kontakt mit den außerhalb liegenden Nervenzellen kommen.

Anders als früher behauptet wurde, das ein Überschuss an Laktat dafür verantwortlich wäre, konnte dies widerlegt werden.