細胞培養實驗室應至少能夠執行：無菌處理、孵化、制備、清洗、滅菌、存儲。無菌操作區域僅限于細胞培養和其他無菌操作區域，最好與外界隔離，不能穿行或受其他干擾。
理想的無菌操作室應分為三個部分：更衣室——更換衣服、鞋子，穿戴帽子和面具。緩沖室 ——位于更衣室和手術室之間，以確保手術室內的無菌環境，并放置恒溫培養箱和一些必要的小器械。無菌室——專用于無菌處理、細胞培養；房間大小應適當，頂部不宜過高不超過2.5m，以確保紫外線的有效殺菌效果；墻壁光滑，無死角，方便清潔和消毒；工作臺不應靠墻放置，臺面要平滑壓塑作表面，涂漆成白色或灰色。
凈化工作臺：操作簡單，安裝方便，占用空間小，凈化效果好，在一般細胞培養實驗室中主要使用的兩種的凈化工作臺：側流或垂直式、外流或水平層流式。
孵化區：盡管該區域對無菌的要求并不比無菌區域嚴格，但它們仍然需要清潔無塵，因此也應放置在干擾少的區域。孵育可以在培養箱中或控制溫度的溫室中進行，相比之下溫室是費用較高，通常實驗室多采用培養箱孵育。
制備區：在該區域中，主要進行培養液，有關培養用液等實驗用品的制備。
存儲區域：主要存放各種冰箱、干燥箱、液氮罐、無菌培養液、培養瓶等，此環境還需要清潔無塵。
清潔和消毒區域：清潔和消毒區域應與其他區域分開，主要用于清潔所有細胞培養容器、準備、消毒及三蒸水制造等。
細胞實驗室常用設備有：
顯微鏡：倒置顯微鏡——是組織細胞培養室所必需的日常工作常規使用設備之一，便于掌握細胞的生長情況并觀察有無污染等。
培養箱：體外培養的細胞和體內細胞一樣，需要在恒定的溫度下生存，大多數情況下，最適溫度是37℃，溫差變化一般不應超過±0.5℃，細胞在溫度升高2℃時，持續數小時即不能耐受，40℃以上將很快死亡。因此需要有能控制溫度的培養箱，如具有較高靈敏度的恒溫培養箱及CO2培養箱。
干燥箱：用于細胞培養箱的有些器械、器皿需要烘干后才能使用，玻璃器皿等須干熱消毒。水純化裝置：細胞培養對水的質量要求較高，細胞培養以及與細胞培養工作相關的液體的配制用水必須事先嚴格純化處理。水純化時可采用離子交換裝置或蒸餾器。離子交換純水尚不能有效去除有機物，因此用水時尚需再次蒸餾。
冰箱：普通冰箱或冷藏柜；低溫冰箱（-20℃）、超低溫冰箱。
細胞冷凍儲存器：儲存器常用的是液氮容器。根據使用需要分為不同的類型及多種規格，選擇購置液氮容器時要綜合考慮容積大小，取放使用方便及液氮揮發量三種因素。
離心機：進行細胞培養時，常規需要進行制備細胞懸液、調整細胞密度、洗滌、收集細胞等工作，通常需要使用離心機。
天平：常用的有扭力天平、精密天平及各種電子天平。
消毒器：一般為高壓蒸汽滅菌鍋，直接或間接與細胞接觸的物品均需消毒滅菌處理。
濾器：細胞培養工作中采用的培養用液，包括人工合成培養液、血清、消化用胰酶等常含有維生素、蛋白、多肽、生長因子等物質，這些物質在高溫或射線照射下易發生變性或失去功能，因而上述液體多采用濾過消毒以除去細菌。
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