Né à Hampton, en Virginie, Satcher est diplômé de la Denmark-Olar High School à Denmark, en Caroline du Sud (1982), et a ensuite obtenu un baccalauréat Science sciences ainsi qu’un doctorat en génie chimique du Massachusetts Institute of Technology. Il a ensuite poursuivi ses études de médecine à la Harvard Medical School et a obtenu son doctorat en médecine en 1994. Satcher a fait son stage et sa résidence à l’Université de Californie à San Francisco de 1995 à 2000, et une bourse de recherche postdoctorale à l’Université de Californie à Berkeley en 1998, et une bourse d’oncologie orthopédique à l’Université de Floride de 2000 à 2001.
Avant d’être accepté dans le programme des astronautes par la NASA, Satcher était professeur adjoint à la Feinberg School of Medicine de l’Université Northwestern, au Département de Chirurgie orthopédique. Satcher a également occupé des postes de médecin traitant en chirurgie orthopédique au Children’s Memorial Hospital de Chicago, dans l’Illinois, spécialisé en oncologie Musculo-squelettique; et un poste d’adjoint au Département de génie biomédical de la Northwestern University School of Engineering.
Satcher était également membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center et de l’Institute for Bioengineering and Nanotechnology in Advanced Medicine de l’Université Northwestern. Satcher était également boursier Schweitzer à l’Hôpital Albert Schweitzer, à Lambaréné, au Gabon. L’expérience de Satcher en ingénierie comprend des stages chez DuPont dans le Groupe de recherche sur les Fibres textiles et la Division des Produits polymères.