尽管现在大多数细胞系仍然需要用含血清的培养基培养，但在很多情况下，细胞培养和增殖也可在无血清培养基中进行。对无血清培养基的需求来自几个方面：①各实验室之间需要标准化的培养基；②为特定的细胞系提供特殊的培养基；③限制各种天然组分。这些需求促进了更为复杂的多种培养基的产生。
一、无血清培养基优点：
1）具有选择性
能选择性地促进特殊类型细胞的生长是无血清培养基的主要优点之一。用MCDB170和153培养基培养乳腺细胞和皮肤细胞可有效地抑制成纤维细胞的过度生长；黑素细胞能在没有成纤维细胞和角质细胞的条件下培养；在造血细胞培养中，通过挑选某种适当的生长因子或一组生长因子，可选择性地使单一细胞谱系甚至某个分化阶段的细胞生长。现在许多这类选择性培养基已有商业产品以适应培养各种类型的细胞。
2）调节细胞增殖与分化
无血清培养基除了对细胞类别具有选择性能外，还具有调节细胞增殖或是分化的可能性，可通过选择生长因子的类型、浓度及其他诱导因子而使促进细胞生长增殖的培养基转换为诱导细胞分化的培养基。
二、无血清培养基的缺点：
1）培养基种类繁多。每一种类型的细胞都需要一种培养基配方，比如对恶性肿瘤细胞的培养，每一类型的肿瘤细胞甚至同一类型的不同肿瘤细胞都需要不同的培养基。这种特异性有利于分离特异细胞，但它却给实验室保存不同来源的细胞系带来了困难。
2）选择性。不幸的是，过渡到无血清的实验条件并不像想象的那么直截了当。一些培养基可能会选择某种子细胞系，而这种子细胞系并不是整个细胞群体的典型代表。即使在连续细胞系的培养中也需要对无血清培养基做一些选择。处于发育的不同分化阶段的细胞（例如干细胞与定向前体细胞相比）需要不同的配方，尤其对生长因子和细胞因子的选择尤为重要。
3）试剂纯度。血清去除后对试剂、水的纯度和仪器的清洁度的要求更高。在去除血清的时候，也同时去除了一些血清蛋白具有的保护、解毒作用。毫无疑问这些作用对细胞是有益的，因此由于试剂来源不同，不使用血清的结果不总是那么令人满意。
4）细胞增殖。通常在无血清培养基中细胞生长缓慢，有限细胞系的传代次数也减少。
5）可利用率。虽然在逐步地改进，但可控制的合适的无血清培养基的应用也十分有限，因为它比普通的培养基贵很多。