細胞培養(yǎng)環(huán)境主要通過CO2培養(yǎng)箱、震蕩培養(yǎng)箱（即溫度、濕度、O 2和 CO 2張力）和基礎(chǔ)細胞培養(yǎng)基及其補充劑來實現(xiàn)。這不僅包括碳水化合物、維生素、氨基酸、礦物質(zhì)、生長因子、激素等營養(yǎng)素的供應，還包括控制培養(yǎng)物 pH 值和細胞滲透壓等理化特性的成分。此外，固體或半固體生長基質(zhì)和細胞密度分別允許細胞-基質(zhì)錨定和細胞-細胞相互作用，這進一步控制了生理相關(guān)微環(huán)境的模擬。
為滿足特定細胞類型的要求，市場上已有多種細胞培養(yǎng)基組合物，并且可以根據(jù)它們補充血清的水平進行分類。
胎牛血清 (FBS) 形式的血清通常會添加到已經(jīng)含有基于氨基酸、維生素、碳源（例如葡萄糖）和無機鹽的標準配方的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中。血清為細胞提供生長因子和激素，并充當脂質(zhì)和酶的載體，以及微量營養(yǎng)素和微量元素的運輸。
然而，一些實驗的目標是減少基礎(chǔ)培養(yǎng)基中動物源性因子（如血清）的補充，因為它是一種不確定的成分，批次之間可能會有很大差異。它也是一種昂貴的細胞培養(yǎng)產(chǎn)品，存在對細胞生長和功能造成不良刺激或抑制作用的風險，如果血清來源不可靠，可能會造成細胞污染。
減血清或無血清培養(yǎng)基依賴于用更明確的成分減少或代替血清的配方。這通常會產(chǎn)生以生長和下游實驗應用具有較高一致性為特征的細胞培養(yǎng)物。補充劑的濃度也可以根據(jù)細胞類型的具體需要進行調(diào)整。這通常會產(chǎn)生以生長和下游實驗應用具有更高一致性為特征的細胞培養(yǎng)物。補充劑的濃度也可以根據(jù)細胞類型的具體需要進行調(diào)整。這通常會產(chǎn)生以生長和下游實驗應用具有更高一致性為特征的細胞培養(yǎng)物。補充劑的濃度也可以根據(jù)細胞類型的具體需要進行調(diào)整。
細胞培養(yǎng)所需的溫度取決于物種的體溫和分離培養(yǎng)細胞類型的微環(huán)境。雖然大多數(shù)人類和哺乳動物細胞系在 36–37°C 下孵育，但源自冷血動物的細胞系可以在 15°C 至 26°C 之間的更寬溫度范圍內(nèi)維持。大多數(shù)CO2培養(yǎng)箱、震蕩培養(yǎng)箱在實驗室培養(yǎng)的人類和哺乳動物細胞系的 pH 值應嚴格控制并保持在 7.2–7.4 的生理 pH 值。相反，一些成纖維細胞系有利于pH 7.4 和 7.7 之間稍微偏堿性的條件，而轉(zhuǎn)化細胞系更喜歡 pH 7.0 和 7.4 之間的偏酸性環(huán)境。
通過嚴格調(diào)節(jié)和監(jiān)測細胞培養(yǎng)環(huán)境溫度的振蕩培養(yǎng)箱，可以實現(xiàn)細胞培養(yǎng)的恒定溫度。隨著細胞的繁殖，它們的生長需要在培養(yǎng)基中提供能量，例如以葡萄糖的形式。代謝時，其副產(chǎn)物包括丙酮酸、乳酸和 CO 2。大規(guī)模細胞培養(yǎng)時可以使用乳酸檢測儀進行乳酸含量檢測。
由于 pH 值取決于 CO 2和 HCO 3 -（碳酸氫鹽）的平衡，因此向細胞培養(yǎng)基中添加基于碳酸氫鹽的緩沖液也可以平衡 CO 2濃度。
其他 pH 緩沖液可以是有機性質(zhì)的，包括 HEPES (10–25 mM) 或 3-(N-嗎啉代) 丙磺酸 (MOPS) (20 mM)。
許多細胞培養(yǎng)基含有 pH 指示劑（例如，酚紅），顯示酸性（黃色）和堿性（粉紅色）條件之間的顏色范圍。此外，大氣中CO 2濃度的波動也可以改變pH水平。因此，細胞應在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，該培養(yǎng)箱還允許將 CO 2張力調(diào)整至 5–7%。為了延遲 pH 值的變化，可以用其他碳源（例如 半乳糖或果糖）代替葡萄糖。雖然這會減慢細胞生長的速度，但也會減少乳酸等副產(chǎn)物的積累。
對于在低氧張力（缺氧）下模擬病理或生理條件的特定細胞培養(yǎng)物，建議使用可調(diào)節(jié)的 1–21% 氧濃度與氮氣平衡的缺氧培養(yǎng)箱。
蘇州阿爾法生物提供的EKF-Biosen-葡萄糖乳酸分析儀、知楚搖床、生物反應器、CO2培養(yǎng)箱、震蕩培養(yǎng)箱、恒溫恒濕培養(yǎng)箱、細胞培養(yǎng)搖瓶等廣泛用于細胞培養(yǎng)。
