牛血清是細胞培養中用量大的天然培養基，含有豐富的細胞生長必須的營養成份，常用于動物細胞的體外培養，具有極為重要的功能。有些情況下結合蛋白質能與有毒金屬和熱原質結合，起到解毒作用。
牛血清是一種成分復雜的混合物，其大部分成分已為人所知，但還有一部分仍不清楚，而且血清的組成及含量通常隨供血動物的性別、年齡、生理條件和營養條件不同而存在差異。牛血清主要成分有以下幾類。
蛋白質類
包括白蛋白、球蛋白、α-巨球蛋白（抑制胰蛋白酶的作用）、胎球蛋白（促進細胞附著）、轉鐵蛋白（能結合鐵離子，減少其毒性和被細胞利用）、纖維粘連素（促進細胞附著生長）等；
多肽類
主要是一些促進細胞生長和分裂的生長因子，主要的生長因子是血小板生長因子，還有成纖維細胞生長因子、表皮細胞生長因子、神經細胞生長因子等，雖然在血清中含量很少，但對細胞的生長和分裂也起著重要作用；
激素類
激素對細胞的作用是多方面的。包括：
胰島素：促進細胞攝取葡萄糖和氨基酸，與促細胞分裂有關；
類胰島素生長因子：能與細胞表達的胰島素受體結合，從而有胰島素同樣的作用：
促生長激素：促進細胞增殖的效應；
化可的松：血清中含有微量該成分，它可能具有促細胞貼附和增殖作用。但有人證明，血清中 的化可的松，在細胞密度較高時可能有抑制細胞生長和誘導細胞發生分化的作用。
其他成分
如氨基酸、葡萄糖、微量元素等。在合成培養基中這些成分的作用并不明顯，與蛋白相結合的微量元素對細胞生長起促進作用。
