CO2培养箱是通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境，培养箱要求稳定的温度（37°C）、稳定的CO2水平（5%）、恒定的酸碱度（pH值：7.2-7.4）、较高的相对饱和湿度（95%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产，已经成为上述领域实验室普遍使用的常规仪器之一。
目前自动控制的CO2培养箱主要有三种形式的传感器：热导(TC)、红外线(TR)、超声波。
1、热导(TC)是通过电阻值的变化检测CO2浓度。传感器中固定有两根表面有防腐层的电阻丝，阻值相同，一根密封，一根外漏。两根电阻丝作为电桥的两个臂，加入CO2后，引起漏出的电阻丝阻值变化，电桥平衡被破坏。根据信号大小的变化，测量CO2浓度 热导传感器简单，成本低，线性较好，用的较多。缺点是反应慢（因此只能慢慢加气），会腐蚀，容易零位漂移，所以一般仪器使用说明书上都要求使用2-6个月要做零点校正。否则会产生极大的误差。
2、红外线(TR)传感器是用红外线为介质即通过CO2气体对红外线的吸收来测定CO2浓度。其线性好，灵敏度高，可以测到0-20ppm ，结构比较复杂，价格比较贵，广泛用于对空气、温室CO2的测量。但在CO2培养箱上使用不多，因为培养室内温度高，湿度大，传感器本身不能放入培养室，要用气泵从培养室将气抽出来，通过加温或制冷，使水气不凝结，检测后再送回培养室。传感器内还装有同步电机，因此运动部件多，线路复杂，影响使用寿命。
3、超声波传感器是以超声波作为检测手段来检测CO2浓度。超声波通过不同介质时传播的速度是不同的，超声波通过空气时是334M/分钟，通过CO2时是274.6M/分钟，利用这种差别检测CO2浓度的变化。超声波传感器没有运动部件，高湿度不受影响，使用寿命长，国内有少量生产。
