Le cellule satellite sono le "cellule staminali del muscolo scheletrico". Come le cellule staminali, quelle satellite hanno caratteristiche e funzioni fisiologiche uniche. Le cellule satellite possono essere definite come piccole cellule con un nucleo (mononucleari), il quale costituisce la maggior parte del volume cellulare. Sono definite "satellite" perché si trovano sulla superficie esterna della fibra muscolare, tra il sarcolemma (la membrana plasmatica polarizzata) e la lamina basale (strato superiore della membrana basale) della fibra muscolare. La funzione delle cellule satellite è quella di facilitare la crescita, il mantenimento e la riparazione del muscolo scheletrico danneggiato. Di solito queste cellule sono dormienti, ma si attivano quando la fibra muscolare riceve qualche forma di trauma, danni o lesioni, ad esempio mediante sovraccarico dell'allenamento di resistenza con i pesi. Questo trauma a livello delle fibre muscolari viene avvertito come lesioni e lacerazioni muscolari, e con quel fenomeno che viene riscontrato 24-48 ore dopo l'allenamento chiamato DOMS. In sostanza, viene avviata una reazione biologica per riparare o sostituire le fibre muscolari danneggiate che vede la fusione delle cellule satellite insieme e alle fibre muscolari, che porta ad un aumento delle fibre muscolari nella loro sezione trasversale, fenomeno denominato appunto ipertrofia. Le cellule satellite hanno un solo nucleo e possono replicarsi dividendosi. Esse si moltiplicano e quindi proliferano, e le cellule figlie sono attratte dall'area del muscolo danneggiato. Poi si fondono alla fibra muscolare esistente, donando i loro nuclei alla fibra, per favorire la rigenerazione della fibra muscolare. Solamente nella fisiologia umana, le fibre muscolari hanno nuclei numerosi. Ogni nucleo è responsabile per una superficie definita del volume e del tessuto all'interno della fibra muscolare, un concetto chiamato "dominio mionucleare". Poiché le cellule satellite si moltiplicano, alcune rimangono come organelli sulla fibra muscolare dove la maggior parte si differenziano (le cellule subiscono processo in cui maturano in cellule normali) e si fondono con le fibre muscolari per formare nuove proteine muscolari (o miofibrille) e/o riparando le fibre danneggiate. Così, le miofibrille delle cellule muscolari aumenteranno di spessore e numero. Dopo la fusione con la fibra muscolare, alcune cellule satellite servono come fonte di nuovi nuclei per supportare la crescita della fibra muscolare. Con questi nuclei aggiuntivi, la fibra muscolare è in grado di sintetizzare più proteine e creare più miofilamenti contrattili, più noti come actina e miosina, nelle cellule muscolari scheletriche. È importante sottolineare il fatto che questo processo non crea più fibre muscolari scheletriche (nell'uomo), ma aumenta la dimensione e numero delle proteine contrattili (actina e miosina) all'interno della fibra muscolare. Questa attivazione delle cellule satellite, e il periodo di proliferazione, dura fino a 48 ore dopo il trauma dallo stimolo della sessione di allenamento di resistenza. La quantità di cellule satellite presenti all'interno di in un muscolo dipende dal tipo di muscolo. Le fibre rosse (o di tipo 1), tendono ad avere un contenuto di cellule satellite da cinque a sei volte maggiore rispetto alle fibre bianche (o di tipo 2b), a causa di una maggiore irrorazione capillare. Ciò può essere dovuto al fatto che le fibre muscolari di tipo 1 sono reclutate con maggiore frequenza, e quindi, più cellule satellite potrebbero essere necessarie per prevenire danni al muscolo.