血清為天然培養基中最為重要和在組織培養中最常使用的天然培養基。血清之所以成為培養中不可少的成分，主要因為血清中含有很多種bu可缺少的能維持細胞生長增殖的成分。在按人體內成分模擬制成的合成培養基中，細胞所需成分雖相當齊全，但仍然缺少很多能影響細胞增殖和各種生物學性狀的未知成分，故只有補充血清后，細胞才能更好地生長增殖和進行一定的功能活動。因此當前血清仍然為培養細胞中bu可缺少的天然成分。那血清的主要成分及其作用都有哪些呢？
01.蛋白質
雖然蛋白質是血清的主要成分，但許多蛋白質的功能在體外情況下所剩無幾，而有幾種有關的蛋白質可能是需要的，例如攜帶礦物質、脂肪酸、激素的蛋白。
已知可滿足這些需求的蛋白質有：白蛋白，它作為脂類或礦物質及球蛋白的一種攜帶者；纖連蛋白（冷不溶性球蛋白），它可促進細胞貼壁；α2-巨球蛋白，它是胰酶的抑制劑。此外，胎兒血清中的胎球蛋白可增進細胞的貼附；轉鐵蛋白可結合鐵離子，使其毒性減小而具有生物可利用性。其他一些未知的蛋白質對于細胞的貼附和生長可能也是必需的。蛋白質還可增加培養基的成泡性，在吹打和攪拌時可減少切力，可能還會增加培養基的緩沖力。
02.生長因子
自然凝集得到的血清比用物理方法（離心）去除細胞的血漿刺激細胞增殖的效果更好。這種刺激效果的增加是由于凝集過程中血小板生長因子(PDGF)的釋放。PDGF是具有有絲分裂原活性的多肽家族中的一員，可能是血清中的主要生長因子。PDGF刺激成纖維細胞和神經膠質細胞的生長，而其他血小板生成因子，如TGF-3，可能會抑制其生長或者促進上皮類細胞的分化。
其他生長因子，如成纖維細胞生長因子(FGF)、表皮細胞生長因子(EGF)、內皮細胞生長因子如血管內皮細胞生長因子(VEGF)和Angiogenin，胰島素樣生長因子IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ，都已從完整組織或培養過細胞的培養基中分離得到，各自具有不同程度的特異性，它們可能存在于血清中，但含量非常少。現在，許多生長因子都以重組蛋白的形式實現了商業化，有些還有長效類似物(long-form analogues)，可增加有絲分裂原的活性和穩定性。
03.激素
胰島素可促進細胞對葡萄糖和氨基酸的攝取，這可能是由于具有有絲分裂原的作用從而產生這一特性或增加了IGF-Ⅰ受體的活性。IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ可結合于胰島素受體，但它們也有自己的特異性受體，而胰島素與這些受體的親和力很低，IGF-Ⅱ也可刺激葡萄糖的攝取。血清中含有生長激素，特別是胎兒期的血清，生長激素與促生長因子(IGFs)結合可能具有有絲分裂原的效果。血清中還有含量不等的氫化可的松，特別是在胎牛血清中，它可促進細胞的附著和增殖，但在特定的條件下（如高細胞密度）可能使細胞靜止，還能夠誘導細胞的分化。
04.營養物及代謝物
血清可能還含有氨基酸、葡萄糖、酮酸、核苷及其他一些營養物質和中間代謝物，對于成分簡單的培養基，這些物質可能很重要；而對于那些成分復雜的培養基，特別是含有高濃度氨基酸和其他補充物的培養基，這些物質就不那么重要了。
05.脂類
血清中含少量脂肪酸、亞油酸、油酸、乙醇胺和磷酸一乙醇胺，它們通常結合于蛋白質如白蛋白上。
06.礦物質
血清替代實驗表明微量元素及鐵、銅、鋅都可能結合于血清蛋白質。McKeehan等已證實血清中的硒是細胞培養所需求的，它可能作為谷胱甘肽(GSH)合成酶的輔助因子有助于消除自由基的毒性。
07.抑制物
血清中可能也含有抑制細胞增殖的物質，其中一些可能是血清制備過程的產物（例如，來源于過濾之前污染的細菌毒素或抗體，其含有γ-球蛋白的片段能夠與培養細胞的表面結合位點產生交叉反應），而另一些是生理上的非生長調節因子，例如TGF-β。熱滅活可去除血清中的一些物質，減少免疫球蛋白的細胞毒性而不破壞多肽生長因子，但也可能去除一些較不穩定的成分，因而并不總是比未處理的血清安全。
