Geboren in Hampton, Virginia, absolvierte Satcher die Denmark-Olar High School in Denmark, South Carolina (1982) und erhielt einen Bachelor of Science sowie einen Doktortitel in Chemieingenieurwesen vom Massachusetts Institute of Technology. Anschließend studierte er Medizin an der Harvard Medical School und promovierte 1994. Satcher absolvierte sein Praktikum und seinen Aufenthalt an der University of California, San Francisco von 1995-2000, und ein Postdoc-Forschungsstipendium an der University of California, Berkeley im Jahr 1998 und ein orthopädisches Onkologie-Stipendium an der University of Florida von 2000-2001.Bevor er von der NASA in das Astronautenprogramm aufgenommen wurde, war Satcher Assistenzprofessor an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University in der Abteilung für Orthopädische Chirurgie. Satcher hielt auch Termine als behandelnder Arzt in der orthopädischen Chirurgie am Children’s Memorial Hospital in Chicago, Illinois, spezialisiert auf muskuloskelettale Onkologie; und ein Zusatztermin in der Abteilung für Biomedizinische Technik an der Northwestern University School of Engineering.Satcher war auch Mitglied des Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center und des Institute for Bioengineering and Nanotechnology in Advanced Medicine an der Northwestern University. Satcher war auch Schweitzer Fellow am Albert Schweitzer Hospital in Lambaréné, Gabun. Satchers Erfahrung im Ingenieurwesen umfasst Praktika bei DuPont in der Textile Fibers Research Group und der Polymer Products Division.