体外培养的细胞直接生活在培养基中，因此培养基应能满足细胞对营养成分、促生长因子、激素、渗透压、pH等诸多方面的要求。
一、营养成分
细胞对营养条件一般包括以下几个方面：
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氨基酸：是细胞合成蛋白质的原料。所有细胞都需要12种必须氨基酸：缬氨酸、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋、组、酪、精氨酸、胱氨酸。此外还需要谷氨酰胺，它在细胞代谢过程中有重要作用，所含的氮是核酸中票令和嘧啶合成的来源，同样也是合成三、二、一磷酸酰苷所需要的基本物质。
2
单糖：培养中的细胞可以进行有氧与无氧酵解，六碳糖是主要能源。此外六碳糖也是合成某些氨基酸、脂肪、核酸的原料。细胞对葡萄糖的吸收能力最高，半乳糖最低。
3
维生素：主要扮演辅酶、辅基的角色，必不可少。生物素、叶酸、烟酰胺、泛酸、吡哆醇、核黄素、硫胺素、维生素B12都是培养基常有的成分。
4
无机离子与微量元素：细胞生长除需要钠钾钙镁氮和磷等基本元素，还需要微量元素，如铁、锌、硒、铜、锰、钼、钒等。
二、促生长因子及激素
越来越多的实验证实各种激素、生长因子对于维持细胞的功能、保持细胞的状态(分化或未分化)具有十分重要的作用。有些激素对许多细胞生长有促生长作用，如胰岛素，它能促进细胞利用葡萄糖和氨基酸。有些激素对某一类细胞有明显促进作用，如氢化可的松可促进表皮细胞的生长，泌乳素有促进乳腺上皮细胞生长作用等。
三、渗透压
细胞必须生活在等渗环境中，大多数培养细胞对渗透压有一定耐受性。人血浆渗透压290mOsm/kg,
可视为培养人体细胞的理想渗透压。鼠细胞渗透压在320mOsm/kg左右。对于大多数哺乳动物细胞，渗透压在260-320mOsm/kg的范围都适宜。
四、pH
大多数细胞适宜pH为7.2-7.4，偏离此范围对细胞将产生有害影响，培养基应具一定的缓冲能力。造成pH波动主要是代谢产生的CO2，在封闭式培养过程中CO2与水结合产生碳酸，培养基pH很快下降。为解决这一问题，合成培养基中使用了NaHCO3-CO2缓冲系统，并采用开放培养的方式，使细胞代谢产生的CO2及时溢出培养瓶，在通过稳定调节温箱中CO2浓度(5%)，使之与培养基中的NaHCO3处于平衡状态。
五、无毒、无污染
体外生长的细胞对微生物及一些有害有毒物质没有任何抵抗能力，因此培养基应达到无化学物质污染、无微生物污染(如细菌、真菌、支原体、病毒等)、无其他对细胞产生损伤作用的生物活性物质污染(如抗体、补体)。对于天然培养基，污染主要来源于取材过程及生物材料本身，应当严格选材，严格操作。对于合成培养基，污染主要来源于配制过程，配制所用的水，器皿应十分洁净，配制后应严格过滤除菌。
