一、體內、外細胞的差異和分化
1、差異：細胞離體后，失去了神經體液的調節和細胞間的相互影響，生活在缺乏動態平衡的相對穩定環境中，日久天長，易發生如下變化：分化現象減弱；形態功能趨于單一化或生存一定時間后衰退死亡；或發生轉化獲得不死性，變成可無限生長的連續細胞系或惡性細胞系。因此，培養中的細胞可視為一種在特定的條件下的細胞群體，它們既保持著與體內細胞相同的基本結構和功能，也有一些不同于體內細胞的性狀。實際上從細胞一旦被置于體外培養后，這種差異就開始發生了。
雖然體外細胞與機體細胞存有差異，但并未失去研究的意義。且不論其有許多性狀仍與體內相同（如體外培養的心肌細胞仍可博動），只從細胞遺傳學（Cyto－genetics）的角度看，離體細胞仍帶有全套的二倍體基因。細胞在培養中的表現，只不過是相應基因關閉／開啟引起的現象，這并非是絕對缺陷。恰恰相反，在培養的細胞中某些特定功能的喪失，可為該基因的表達與調控提供線索。
2、分化；體外培養的細胞分化能力并未完全喪失，只是環境的政變，細胞分化的表現和在體內不同。細胞是否表現分化關鍵在于是否存在使細胞分化的條件，如 Friend細胞（小鼠紅白血病細胞）在一定的因素作用下可以合成血紅蛋白，血管內皮細胞在類似基膜物質底物上培養時能長成血管狀結構，雜交瘤細胞能產生特異的單克隆抗體，這些均屬于細胞分化行為。
二、體外培養細胞的分型
（一）貼附型：大多數培養細胞貼附生長，屬于貼壁依賴性細胞，判斷細胞形態時不能接體內組織學標推判定，僅大致分成以下四型：
1、成纖維細胞型：胞體呈梭型或不規則三角形，中央有卵圓形核，胞質突起，生長時呈放射狀。除真正的成纖維細胞外，凡由中胚層間充質起源的組織，如心肌、平滑肌、成骨細胞、血管內皮等常呈本型狀態。另外，凡培養中細胞的形態與成纖維類似時皆可稱之為成纖維細胞。
2、上皮型細胞：細胞呈扁平不規則多角形，中央有圓形核，細胞彼此緊密相連成單層膜。生長時呈膜狀移動，處于膜邊緣的細胞總與膜相連，很少單獨行動。起源于內、外胚層的細胞如皮膚表皮及其衍生物、消化管上皮、肝胰、肺泡上皮等皆成上皮型形態。
3、游走細胞型：呈散在生長，一般不連成片，胞質常突起，呈活躍游走或變形運動，方向不規則。此型細胞不穩定，有時難以和其他細胞相區別。
4、多型細胞型：有一些細胞，如神經細胞難以確定其規律和穩定的形態，可統歸于此類。
（二）懸浮型；見于少數特殊的細胞，如某些類型的癌細胞及白血病細胞。胞體圓形，不貼于支持物上，呈懸浮生長。這類細胞容易大量繁殖。
三、培養細胞的生長和增殖過程
體內細胞生長在動態平衡環境中，而組織培養細胞的生存環境是培養瓶、皿或其它容器，生存空間和營養是有限的。當細胞增殖達到一定密度后，則需要分離出一部分細胞和更新營養液，否則將影響細胞的繼續生存，這一過程叫傳代（Passage或Subculture）。每次傳代以后，細胞的生長和增殖過程都會受一定的影響。另外，很多細胞特別是正常細胞，在體外的生存也不是無限的，存在著一個發展過程。所有這一切，使組織細胞在培養中有著一系列與體內不同的生存特點。
（一）培養細胞生命期（Life Span of Culture Cells）
所謂培養細胞生命期，是指細胞在培養中持續增殖和生長的時間。體內組織細胞的生存期與完整機體的死亡衰老基本相一致。組織和細胞在培養中生命期如何？這要看細胞的種類、性狀和原供體的年齡等情況。人胚二倍體成纖維細胞培養，在不凍存和反復傳代條件下，可傳30～50代，相當于150～300個細胞增殖周期，能維待一年左右的生存時間，最后衰老凋亡（Apoptosis）。如供體為成體或衰老個體，則生存時間較短；如培養的為其它細胞如肝細胞或腎細胞，生存時間更短，僅能傳幾代或十幾代。只有當細胞發生遺傳性改變，如獲永生性或惡性轉化時，細胞的生存期才可能發生改變。對此以后將詳述。
正常細胞培養時，不論細胞的種類和供體的年齡如何，在細胞全生存過程中，大致都經歷以下三個階段：
1．原代培養（Primary Culture）期：
也稱初代培養，即從體內取出組織接種培養到第一次傳代階段，一般持續1一4周。此期細胞呈活躍的移動，可見細胞分裂，但不旺盛。初代培養細胞與體內原組織在形態結構和功能活動上相似性大。細胞群是異質的（Heterogeneous），也即各細胞的遺傳性狀互不相同，細胞相互依存性強。如把這種細胞群稀釋分散成單細胞，在軟瓊脂培養基中進行培養時，細胞克隆形成率（Cloning
Efficiency）很低，即細胞獨立生存性差。克隆形成率即細胞群被稀釋分散成單個細胞進行培養時，形成細胞小群（克隆）的百分數。初代培養細胞多呈二倍體核型；由于原代培養細胞和體內細胞性狀相似性大，是檢測藥物很好的實驗對象。