細胞株在體外進行培養,失去了機體的調節和控制,因此,除滿足營養的要求外,還必須使細胞生存環境晝接近活體的環境.外環境的培養條件如溫度、滲透壓、酸堿度等均能影響細胞的生長.

    一、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.溫度低于0℃時,雖影響細胞代謝,但并無傷害作用.把細胞置于23~25℃時,細胞仍能生存和生長,但速度減緩,不過,魚類細胞的適宜培養溫度為23~25℃.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,但若向培養基中加入甘油或二甲基亞砜（DMSO）等保護劑,封入安瓿中后,置于液氮或低溫冰箱（-70℃）中,可起保護作用,此時細胞可而耐受-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1h,會受到一定損傷,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℃培養1h,細胞操作嚴重,溫度到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.

    二、滲透壓：
    細胞在高滲透溶液中低滲溶液中,可以立即發生皺縮或腫脹、破裂.所以,滲透壓是體外細胞培養的重要條件.哺乳動物和其他動物組織細胞體外孫女培養的滲透壓的維持主要與NaCl有關,但不能忽視其他電解質與滲透壓的關系,滲透壓與單位體積溶劑內溶質的分子數和離子婁成正比.為此,按一定比例控制培養基中離子平衡,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、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,鼠細胞則為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.常用培養基的滲透壓值見表2-3.

    三、氣體環境和PH值：
    體外培植細胞需要理想的氣體環境,氧和二氧化碳石細胞生存必需的條件.
    1、氧：
    氧參加細胞的三羧酸循環,產生能量以供應給細胞生長、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,單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.
    2、二氧化碳：
    采用開放式培養時（碟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,并與維持培養基的pH值有關.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值下降.
    3、pH值：
    大多數細胞適于在pH7.2~7.4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值的要求不盡相同.一般原代培養細胞對pH值的堿性的耐受比對酸性的耐受差,偏酸的環境比偏堿的環境對細胞生長有利.為了維持培養環境恒定的pH值,多采用在培養基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,也可用羧基哌唪硫磺酸（N-2 –hydroxyethyl piperazine-N’ethanesulfonic acid,Hepes）,它對細胞無毒性,主要作用是防止pH值迅速變動,在開瓶通氣培養或活細胞觀察時能維持較恒定的pH值.

    四、無毒和無菌：
    無毒和無菌是體外培養細胞的首要環境條件.細胞在深入活體內,偶爾有細菌或有害物質入侵,因體內有強大的解毒系統和免疫系統,可將其解毒或清除,而不易受損害.但在離體的環境中,失去了防御系統,一旦有害物質入侵或細菌污染,可導致細胞死亡,前功盡棄.如培養瓶、培養皿、支持物、培養基、瓶塞上有細胞毒性,在培養過程中可導致細胞死亡因此,在選用這些器皿、材料時要注意,若這些物品消毒不*,帶菌或操作過程不小心使細胞污染,也會導致細胞死亡.若出現交叉污染,可使實驗室原來的細胞系失去原有特性,應引起足夠的重視.