Um die Ursachen des Muskelkaters festzustellen, haben sich schon viele Forscher, im medizinischen Bereich, Gedanken gemacht. Einige Studien wurden zu diesem Thema schon im Laufe der Jahre abgehalten, aber es wurde bis heute kein eindeutiges Ergebnis erzielt.
Bis vor kurzem, ging man davon aus, dass der Muskelkater immer dann auftritt, wenn der Muskel einer Übersäuerung unterliegt. Dieser Zustand ist dann gegeben, wenn der Muskel Laktate, bzw. Salze der Milchsäure usw. überlastet wird. Leider stimmt die Erkenntnis nur bedingt, wie einige Tests bewiesen haben, denn zum Beispiel wird Laktate meist nur bei Überbeanspruchung in Form von Laufen überdurchschnittlich gebildet. Da aber auch bei anderen Tätigkeiten der Muskelkater auftritt, kann der Stoff alleine nicht dafür verantwortlich sein. Hinzu kommt, dass die übermäßige Ausschüttung von Laktate nur ca. eine halbe Stunde nach der Anstrengung auftritt. Ein Muskelkater der später erscheint, kann somit nicht darauf zurückzuführen sein.
Die modernen Forschungen haben gezeigt, dass kleine Risse im Muskelgewebe für einen Muskelkater verantwortlich sind. Sie lassen es zu, dass Wasser in das Muskelgewebe eindringen kann. Hieraus entstehen Entzündungen, die zu Ödemen führen. Die Ödeme bewirken ein anschwellen des Muskels und sobald dieser gedehnt wird, kommt es zu Schmerzen beim Betroffenen. Da die Ödeme erst entstehen müssen, kann man von einer Zeit ausgehen, die ca. 12 bis 24 Stunden andauert bis der Muskelkater sich bemerkbar macht. Erst dann werden verschiedene Stoffe aus dem Muskel ausgeschieden, die dann an die Nerven gelangen und so den Schmerz verursachen.
Außerdem ist bekannt geworden, dass zum Beispiel, wenn ein Mensch bergabgeht, also seine Bewegung bremst, schneller Risse im Muskel auftreten, als wenn er eine Erhöhung hinaufgeht.
Alles in allem ist somit geklärt, dass ein Muskelkater immer eine Schädigung des betreffenden Muskels verursacht und auf keinen Fall zu sehr auf die leichte Schulter genommen werden sollte. Unterdrückt der Mensch den Schmerz mit verschiedenen Substanzen und führt er die Belastung dauerhaft aus, können die Risse sich verschlimmern und somit der Muskel anhaltend geschädigt werden. Aus diesem Grund, ist es sehr ratsam, dass sich der Patient, wenn er einen Muskelkater bekommt etwas Schonung und Ruhe gönnt. So können sich zum einen der Muskel und das zugehörige Gewebe regenerieren und die Schädigungen zurückbilden.