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溫度

一般哺乳類及禽類細胞體外培養的適宜溫度是37~38℃。溫度過高或過低都會影響到細胞的生長。細胞耐受低溫的能力比抗熱的能力強，在低溫下，細胞的代謝活力及核分裂降低。溫度不低于0℃時，雖影響細胞代謝，但并無傷害作用；把細胞置于25～35℃時，細胞仍能生存和生長，但速度減緩；放在40℃數小時后，再置回37℃培養細胞仍能繼續生長。但如果在40℃下暴露時間太長，對細胞生長不利，甚至變圓脫落于瓶壁。若溫度過低，在降到冰點以下時，細胞因胞外水和胞質結冰而受損死亡。但若向培養液中加入甘油或二甲亞砜等保護劑，封入安瓿中后，置于液氮中，可起保護作用，此時細胞可耐受-70℃以下溫度，能長期儲存，解凍后細胞復蘇，仍能繼續生長增殖，細胞生物性狀不受任何影響。此為保存細胞的主要手段。高溫對細胞培養不利。細胞在39～40℃培養1小時，能受到一定損傷，但仍有可能恢復，但不能忍受溫度再升高2℃，持續數小時，即在41～42℃中培養1小時，細胞損傷嚴重，溫度至43℃以上時細胞多數被殺死。高溫主要引起酶的滅活、類脂質破壞，核分裂的破壞，產生凝固酶使細胞發生凝固，另外使蛋白質變性。因此，體外培養細胞時一定要避免高溫。
 
滲透壓

細胞在高滲溶液或低滲溶液中，可以立即發生皺縮或腫脹、破裂。所以，滲透壓是體外培養細胞的重要條件之一。哺乳動物和其他動物組織細胞體外培養的滲透壓的維持主要與NaCl有關，但不能忽視其他電介質滲透壓的關系。滲透壓與單位體積溶媒內溶質的分子數和離子數成正比。為此，按一定比例控制培養液中離子平衡，維持正常滲透壓是很重要的。這不僅是為了維持細胞張力，而且是為了調節細胞的代謝。因為細胞外離子輸送和離子濃度改變著其他營養物質的輸送(如氨基酸、蔗糖等)，直接影響細胞基本合成系統。理想的滲透壓因細胞的類型及種族而異，人血漿滲透壓為290mmol/L，被視為是體外培養人類細胞的理想滲透壓。哺乳類動物細胞的滲透壓一般為290～300mmol/L。人胚肺成纖維細胞為250～325mmol/L，鼠則為310mmol/L左右。在實際應用中，260～320mmol/L的滲透壓可適于大多數細胞。
 
氣體環境和pH

體外培養細胞需要理想的氣體環境，氧和二氧化碳是細胞生存必須的條件之一。氧參加細胞的三羧酸循環，產生能量以供給細胞生長、增殖和合成各種所需成分。有些細胞在低氧條件下，可借糖酵解取得能量，但多數細胞低氧時不能生存。氧張力通常維持在略低于大氣狀態，若氧分壓超過大氣中氧的含量可能對有些細胞有害。采用開放式培養時(碟皿或培養瓶松蓋培養或培養板培養)，一般要把細胞置于95%空氣加5%二氧化碳的混合氣體環境中。CO2既是細胞的代謝產物，又是細胞生長所必需的成分，并與維持培養液的pH有關。在密閉瓶中CO2濃度偏低的情況下，細胞容易生長；一般不能低于1%，否則有損細胞。CO2增加將使pH下降。大多數細胞適于在pH7.2~ pH 7.4條件下生長，低于pH6.8或高于pH7.6對細胞有害，甚至退變或死亡。各種細胞對pH的要求不盡相同。一般原代培養細胞對pH的變動耐受性差，永生性細胞系和惡性細胞對pH的變動耐力強。但總的來說，細胞對堿性不如對酸性的變化耐受，偏酸的條件比偏堿的環境對細胞生長有利。細胞在生長過程中隨細胞數量的增多和代謝活動的加強，不斷釋放CO2，使培養基變酸，pH發生變化。所以，為了維持培養環境恒定的pH，多采用在培養液中加入磷酸鹽等緩沖劑的方法。磷酸緩沖劑中的NaHCO3可供給CO2，但CO2易于逸出，故只適用于封閉式培養。若開放式培養還是置于含有5%CO2的氣體環境中為宜。為克服NaHCO3調整的麻煩，它對細胞無毒性，也不起緩沖作用，主要作用是防止pH迅速變動，在開瓶通氣培養或活細胞觀察時能維持較恒定的pH。