天然培養基是指來自動物體液或利用組織分離提取的一類培養基，如血漿、血清、淋巴液、雞胚浸出液等。組織培養技術建立早期，體外培養細胞都是利用天然培養基。但是由于天然培養基制作過程復雜、批間差異大，因此逐漸為合成培養基所替代。目前廣泛使用的天然培養基是血清，另外各種組織提取液、促進細胞貼壁的膠原類物質在培養某些特殊細胞也是必不可少。
一、血清(serum) 細胞培養 的發展，培養基的質量又是關鍵，而培養基的主要成份中動物血清對細胞的生長繁殖發揮著重要甚至是難以替代的作用。在動物血清的應用中牛血清又是最為廣泛的，所以血清是醫藥生物技術產品中重要的原材料之一。保證血清質量也是促進生物制品質量提高的重要環節。

1.血清種類:目前用于組織培養的血清主要是牛血清，培養某些特殊細胞也用人血清、馬血清等。選擇用牛血清培養細胞的原因：來源充足、制備技術成熟、經過長時間的應用考驗人們對其有比較深入的理解。牛血清對絕大多數哺乳動物細胞都是適合的，但并不排除在培養某種細胞時使用其他動物血清更合適。

牛血清是細胞培養中用量最大的天然培養基，含有豐富的細胞生長必須的營養成份，具有極為重要的功能。牛血清分為小牛血清、新牛血清、胎牛血清。胎牛血清應取自剖腹產的胎牛；新牛血清取自出生24小時之內的新生牛；小牛血清取自出生10－30天的小牛。顯然，胎牛血清是品質最高的，因為胎牛還未接觸外界，血清中所含的抗體、補體等對細胞有害的成分最少。

2.血清的主要成分:血清是由血漿去除纖維蛋白而形成的一種很復雜的混合物，其組成成份雖大部分已知，但還有一部分尚不清楚，且血清組成及含量常隨供血動物的性別、年齡、生理條件和營養條件不同而異。血清中含有各種血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機物等，這些物質對促進細胞生長或抑制生長活性是達到生理平衡的。對血清的成分和作用的研究雖有很大進展，但仍存在一些問題。主要是：
（1）血清的成份可能有幾百種之多，目前對其準確的成份、含量及其作用機制仍不清楚，尤其是對其中一些多肽類生長因子、激素和脂類等尚未充分認識，這給研究工作帶來許多困難；
（2）血清都是批量生產，各批量之間差異很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保證每批血清的相似性極為困難，從而使實驗的標準化和連續性受到限制；
（3）不能排除血清中含有易變物質，這被認為是“瓶中惡化”的原因之一。

天然培養基主要取自動物體液或從動物組織分離提取。其優點是營養成分豐富，培養效果良好，缺點是成分復雜，來源受限。天然培養基/液的種類很多，包括生物性液體（如血清）；組織浸液（如胚胎浸液）；凝固劑（如血漿）等。 天然培養基的特點及存在的問題：組織培養技術建立的早期，體外培養細胞都是利用天然培養基，如蛋白水解物、血清等。其優點是含有豐富的營養物質及各種細胞生長因子、激素類物質，滲透壓、pH等也與體內環境相似，缺點是其為成分不明確的混合物，受其來源及法規等問題的限制，制作過程復雜，批次間差異大，并逐漸被合成培養基所取代。實際工作中往往將天然培養基與人工合成培養基結合使用。常見有水解乳蛋白和新生牛血清。

合成培養基是通過順序加入準確稱量的高純度化學試劑與蒸餾水配制而成的，其所含的成分（包括微量元素在內）以及他們的量都是確切可知的。合成培養基一般用于實驗室中進行的營養、代謝、遺傳、鑒定和生物測定等定量要求較高的研究。