肌肉干细胞是可发育分化为成肌细胞(myoblasts)，后者可互相融合成为多核的肌纤维，形成骨骼肌最基本的结构。肌肉干细胞是一类直接参与骨骼肌分化的干细胞，在胚胎和成人体内都有存在。实际上，在成人体内存在两类具有干细胞特性又能分化成骨骼肌的干细胞：一类是卫星细胞，也叫成肌祖细胞；另一类是肌源干细胞，又叫旁群细胞。因为绝大多数都是卫星细胞，所以通常大家所说的肌肉干细胞主要指的就是肌肉卫星细胞。

　　肌肉卫星细胞最早是在1961年由美国洛克菲勒研究所的亚历山大·莫罗在蛙的肌肉中发现的，它们位于骨骼肌纤维的肌细胞膜与基底膜之间，细胞核比较大，细胞质和细胞器相对较少，处于分裂的静止期（也就是说它们与其他类型的成体干细胞一样不怎么分裂）。

　　其实，肌肉是由两种肌纤维组成的:一种是慢肌纤维，颜色较深，含氧量高，拥有很好的耐力（鸟类就有很多的慢肌纤维，所以可以做长时间飞行）；一种是快肌纤维,其颜色较浅，是肌肉力量和爆发力的来源。肌肉卫星细胞主要分布于慢肌纤维，从胚胎到成人，随着年龄增加卫星细胞的比例相对减少，到一定程度后终身维持。

　　机械性损伤或者某些疾病可以激活肌肉卫星细胞，从而开启肌肉再生：首先是肌肉卫星细胞从静止期激活，经过几轮增殖（包括对称增殖和不对称增殖），大部分卫星细胞分化、融合形成新的肌纤维，或者修复损伤的肌纤维；然后，卫星细胞重新回到静止期，回到基底膜下等待以后的再生。

　　早在1990年就有科学家研究利用肌肉卫星细胞移植的方法治疗肌营养不良，但一直都没有很好的疗效，估计与免疫抑制治疗的手段不足有关，因为高度纯化的肌肉卫星细胞出现的免疫反应更少，肌细胞也更易融合。因为供体细胞不易取得，体外培养过程又容易分化，肌肉细胞移植的治疗一直举步维艰。

　　虽然很早就发现了骨骼肌的肌肉干细胞，但同为肌肉，很长一段时间以来大家都认为心肌内不存在肌肉干细胞。一直到2003年贝尔特拉米等人才证明在成年大鼠的心脏中存在有一类可以自我更新、多能分化，形成心肌细胞、平滑肌细胞和血管内皮细胞的肌肉干细胞，这种细胞注入到缺血的心肌后，可以分化成心肌细胞，确认为心肌干细胞。这种细胞在心肌中含量非常之少，只有万分之一到八万分之一，主要分布于心尖和心房处。