細胞培養基大致可分為平衡鹽溶液、天然細胞培養基、合成細胞培養基、無血清細胞培養基、幾大種類。
1.1 平衡鹽溶液（balanced salt solution，BSS）
BSS主要是由無機鹽、葡萄糖組成，它的作用是維持細胞滲透壓平衡，保持pH穩定及提供簡單的營養。主要用于細胞的漂洗、配制其他試劑等。常用的平衡鹽溶液有：PBS、D-Hank's、Hank's。
1.2 天然細胞培養基
天然培養基指來自動物體液或利用組織分離提取的一類培養基，如血漿、血清、淋巴液等。目前用于細胞培養的血清主要是牛血清，培養某些特殊細胞也用人血清、馬血清等。血清中含有各種血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機物等，這些物質可促進細胞生長，但血清中的補體、抗體、細菌毒素等都會影響細胞生長，甚至造成細胞死亡。血清的優點是營養成分豐富，培養效果良好，缺點是成分復雜，來源受限且制作過程復雜、批間差異大。因此，血清作為一種添加成分與合成培養基混合使用，使用濃度一般為5 ~ 20 %，常用是10 %。
1.3 合成細胞培養基
合成培養基是根據天然培養基的成分，用化學物質模擬合成、人工設計、配制的培養基。早開發的基礎培養基（minimal essential medium, MEM），是含有鹽、氨基酸、維生素和其他必需營養物的pH緩沖的等滲溶液。有些天然培養基的未知成分尚無法用已知的化學成分所替代，因此，細胞培養中使用合成培養基時必須加入一定量的天然培養基成分，以克服合成培養基的不足。普遍的做法是添加5 ~ 20 %的血清，這樣才能維持細胞活力，促進細胞增殖，并且減少了血清等動物來源成份對細胞安全性的影響。
1.4 無血清細胞培養基（serum free medium，SFM）
經歷了天然培養基、合成培養基后，無血清培養基和無血清培養成為當今細胞培養領域的一大趨勢。采用無血清培養可降低生產成本，簡化分離純化步驟，避免病毒污染造成的危害。無血清培養基，一般是在合成培養基的基礎上，加入成份完全明確的或部分明確的血清替代成份，達到既能滿足動物細胞培養的要求，又能有效克服使用血清所帶來問題。
細胞培養基的主要成份是水、氨基酸、維生素、碳水化合物、無機鹽和其它一些輔助營養物質等。此外，還可能含有血清、血清替代成分、pH指示劑等。
2.1 水
水是細胞的主要成份，也是細胞賴以生存的主要環境。細胞對水的品質非常敏感，水的品質將直接影響細胞培養的效果。細胞培養用水須經過純化，品質應符合中國藥典注射用水標準或者超純水的標準。
2.2 能源和碳源
能源和碳源是用于維持細胞生命和支持細胞生長，主要包括糖、糖酵解的產物和谷氨酰胺，其他氨基酸是次要的能源和碳源物質。細胞能夠利用的糖類主要是六碳糖，目前大多體外培養時選取葡萄糖作為細胞的主要碳源和能量來源，因此細胞培養基中基本都含有葡萄糖，含量一般為5～25 mmol/L。
2.3 氨基酸
氨基酸在細胞內的重要生理作用主要體現在以下幾個方面：
① 是蛋白質的基本組成單位，用于合成蛋白質和多肽；
② 可用于合成某些具有重要生理作用的含氮化合物，如核酸、尼克酰胺等；
③ 某些氨基酸還具有獨特的生理作用，如甘氨酸參與生物轉化作用，丙氨酸和谷氨酰胺參與細胞內氨的運輸等；
④ 可轉變成糖類和脂肪，參與氧化供能。
不同的細胞對氨基酸的需求各異，但有些必需氨基酸是細胞不能自身合成的，必須依靠外源的細胞培養液提供。
2.4 維生素
維生素是維持細胞生長的生物活性物質，在細胞代謝中起調節及控制作用。維生素可分為水溶性和脂溶性兩類，水溶性維生素主要包括泛酸、維生素B12、葉酸、煙酰胺、吡哆醛、硫胺素、核黃素、維生素C、膽堿、肌醇等；脂溶性維生素主要包括維生素A、D、 E、K等；有的培養液中還直接采用ATP和輔酶A；大部分培養基中還有生物素。許多維生素參與構成各種酶的活性基團的成分，沒有它們，酶便沒有活性，代謝活動將無法進行。比如，泛酸可以在細胞內轉變成?；d體蛋白和輔酶（如輔酶A），參與糖類、脂類和蛋白質代謝中的催化反應；維生素B12則在細胞內參與葉酸的合成和脂肪酸的合成等。
2.5 無機鹽
無機鹽是細胞維持生命活動所不可缺少的營養成分，主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl－、PO43—、SO42—、HCO3－等，主要作用為維持細胞培養液滲透壓平衡，參與細胞的代謝活動。上述離子對于細胞的作用各有不同，它們共同構成了細胞賴以生存的滲透壓、pH和電化學平衡的微環境。因此，在保證培養基中上述離子濃度滿足要求以外，還需保證上述離子之間種類和比例的平衡。
2.6 其他添加成分
在低血清、無血清細胞培養基中，為滿足細胞生長增殖需要，常常添加一些成份：蛋白質、多肽、核苷、嘌呤、檸檬酸循環的中間產物、脂類、及一些血清替代因子等。另外，酚紅常作為pH值的指示劑被加入到細胞培養基中。
動物細胞在細胞培養基中不僅能存活，還要分裂增殖，合適的滲透壓、pH值等理化性質是細胞培養基必須具備的前提條件。
3.1 pH
動物細胞適宜的pH在7.2～7.4之間。細胞培養基中常用酚紅作為pH指示劑，在細胞生長過程中，隨細胞數量的增多和代謝活動的加強，二氧化碳不斷被釋放，培養液變酸，pH值發生變化，溶液由紅色變為黃色，提醒實驗人員更換培養液。
3.2 緩沖能力
細胞培養過程中細胞代謝產生的CO2在封閉式培養過程中CO2與水結合產生碳酸，細胞培養液pH很快下降；打開。培養器具時CO2逸出則會引起pH升高。細胞培養基通常采用NaHCO3-CO2緩沖系統，此外，還有緩沖能力較高的磷酸鹽緩沖系統。碳酸鹽緩沖系統的細胞毒性小、成本低，在細胞培養中應用得更為廣泛。另一種較為常用的緩沖液是HEPES（羥乙基哌嗪乙硫磺酸）液，它是一種非離子兩性緩沖液，在pH 7.0 ~ 7.2范圍內具有較好的緩沖能力。但高濃度的HEPES可能對細胞有毒性作用，細胞培養時HEPES的添加濃度一般為10～25 mmol/L。
3.3 滲透壓
細胞必須生活在等滲的環境中，大多數體外培養的細胞對滲透壓有一定耐受性。研究顯示，對于大多數哺乳類動物細胞，滲透壓在260～320 mOsm/kg的范圍內都適宜。在生產、配制細胞培養基的過程中，滲透壓的測定較為重要，有助于防止在生產、配制過程中出現稱量等方面的錯誤。反應器高密度培養動物細胞過程，在添加碳酸氫鈉的過程中注意滲透壓的監控，防止滲透壓過高對細胞的損害。
3.4 溫度
溫度對細胞培養基有較大的影響，溫度過高可引起營養成份的降解或破壞，細胞培養基的pH、離子強度和電解常數pKa也可能受到影響。如細胞培養液中的谷氨酰胺，在高溫條件下降解的速度較快。
3.5 粘滯性及表面張力
含血清細胞培養液的粘滯性主要是由血清引起的，在轉瓶培養貼壁細胞時，培養液的粘滯性對細胞生長沒有多大影響；但在生物反應器懸浮培養細胞時，細胞培養液的粘滯性則直接影響攪拌轉速控制及攪拌剪切力對細胞造成的損傷程度。
表面張力對細胞培養有較大的作用，尤其在利用生物反應器進行懸浮培養時，攪拌和通氣都會引起泡沫的產生。對于含血清培養液，由于血清中多種蛋白的存在，攪拌時產生的氣泡較多，氣泡的上升運動對細胞的損傷程度還有爭議，但氣泡的破裂對細胞有明顯的損傷作用。為降低這種損傷，可通過在細胞培養基中添加一些保護劑，降低細胞-氣體和細胞-液體的表面張力，減少氣泡的形成。
4.1培養基的儲存
液體細胞培養基需要2 ~ 8 ℃避光保存，使用前從冰箱取出，放入室溫進行平衡。避免-20 ℃凍存，因為解凍時可能會有營養成份析出，影響培養效果。液體培養基有效期是6個月到12個月，盡量避免長期貯存，谷氨酰胺會隨著儲存時間的延長而慢慢分解，如果細胞生長不良，可考慮檢測培養基中的谷氨酰胺含量確定是否再補加谷氨酰胺。培養基中除谷氨酰胺易降解之外，培養基中的其他成份也可能隨著溫度的改變會發生降解或析出。
4.2 細胞培養基的成分改變
（1）酚紅在細胞培養基中用作pH值的指示劑。一般情況下，可以通過酚紅的指示作用判斷培養基的pH值，但低血清或是無血清細胞培養基中酚紅的含量與普通細胞培養基中的酚紅含量不同，不能通過肉眼觀察或通過經驗來判定pH值，建議使用pH計進行測定。
（2）谷氨酰胺在溶液中很不穩定，4 ℃下放置1周可分解50 %，使用中好單獨配制，置-20 ℃冰箱中保存，使用前加入細胞培養液中。
（3）細胞培養過程中pH值下降產生的原因有很多。在細胞生長非?？鞎r，pH值通常下降得很快，此時可以通過及時傳代、提高傳代比例或降低血清量等方法進行解決。此外，培養瓶蓋擰得過緊、NaHCO3緩沖系統緩沖能力不夠、培養液中鹽濃度不正確、細菌、酵母或真菌污染等也能導致pH值通常下降得很快。
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