高等生物是由多細胞構成的整體，在整體條件下要研究單個細胞或某一群細胞在體內（in vivo）的功能活動是十分困難的。但是如果把活細胞拿到體外（in vitro）培養進行觀察和研究，則要方便得多。活細胞離體后要在一定的生理條件下才能存活和進行生理活動，特別是高等動植物細胞要求的生存條件極其嚴格，稍有不適就要死亡。所以細胞培養技術（cell culture）就是選用最佳生存條件對活細胞進行培養和研究的技術。

動物細胞的生存環境與植物細胞差別很大，因而二者的培養方法很不相同。

（一）動物細胞培養

細胞培養方式大致可分為兩種：一種是群體培養（mass culture），將含有一定數量細胞的懸液置于培養瓶中，讓細胞貼壁生長，匯合（confluence）后形成均勻的單細胞層；另一種是克隆培養（clonal culture），將高度稀釋的游離細胞懸液加入培養瓶中，各個細胞貼壁后，彼此距離較遠，經過生長增殖每一個細胞形成一個細胞集落，稱為克隆（clone）。一個細胞克隆中的所有細胞均來源于同一個祖先細胞。此外，為了制取細胞產品而設計了轉鼓培養法，使用大容量的圓培養瓶，在培養過程中不斷地轉動，使培養的細胞始終處于懸浮狀態之中而不貼壁。

群體培養（左）和克隆培養（右）

實驗室中常用的幾種細胞系

正常細胞培養的世代數有限，只有癌細胞和發生轉化的細胞才能無限生長下去。所謂轉化即是指正常細胞在某種因子的作用下發生突變而具有癌性的細胞。目前世界上許多實驗室所廣泛傳用的HeLa細胞系就是1951年從一位名叫Henrietta Lacks的婦女身上取下的宮頸癌細胞培養而成。此細胞系一直延用至今。

1． 原代培養 （primary culture）：從動物機體取出的進行培養的細胞群。原代培養的細胞生長比較緩慢，而且繁殖一定的代數后（一般10代以內）停止生長，需要從更換培養基。將細胞從一個培養瓶轉移到另外一個培養瓶即稱為傳代或傳代培養（Passage）。

2． 細胞株（cell strain）：從原代培養細胞群中篩選出的具有特定性質或標志的細胞群，能夠繁殖50代左右，在培養過程中其特征始終保持。

3． 細胞系（cell line）：從腫瘤組織培養建立的細胞群或培養過程中發生突變或轉化的細胞，在培養條件下可無限繁殖

4． 克隆（clone）：亦稱無性繁殖系或簡稱無性系。對細胞來說，克隆是指由同一個祖先細胞通過有絲分裂產生的遺傳性狀一致的細胞群。

（二）植物細胞培養

植物細胞培養主要有如下幾種技術：

1．組織培養：誘發產生愈傷組織，如果條件適宜，可培養出再生植株。用于研究植物的生長發育、分化和遺傳變異；進行無性繁殖；制取代謝產物。

2．懸浮細胞培養：在愈傷組織培養技術基礎上發展起來的一種培養技術。適合于進行產業化大規模細胞培養，制取植物代謝產物。

3．原生質體培養：脫壁后的植物細胞稱為原生質體（protoplast），其特點是：①比較容易攝取外來的遺傳物質，如DNA；②便于進行細胞融合，形成雜交細胞；③與完整細胞一樣具有全能性，仍可產生細胞壁，經誘導分化成完整植株：

4．單倍體培養：通過花藥或花粉培養可獲得單倍體植株，經人為加倍后可得到完全純合的個體。