细胞培养基的pH一般在7.0-7.4之间。由于碳酸盐pH缓冲体系是一种生理pH缓冲体系(是人体血液中最重要的pH缓冲体系)，大多数培养基都是用它来维持稳定的pH值，用粉末配制培养液时，往往需要加入一定量的碳酸氢钠。
对于大多数以碳酸盐作为pH缓冲体系的培养液，为了维持稳定的pH，培养箱中的二氧化碳需要维持在2-10%之间，以维持培养液中溶解的二氧化碳浓度。同时，用于细胞培养的容器需要一定程度的通风，以便于气体的交换。
使用其他pH缓冲系统是否不需要二氧化碳培养箱？已经发现，由于空气中二氧化碳浓度低，如果细胞不在二氧化碳培养箱中培养，培养液中的HCO 3-将被耗尽，这将影响细胞的正常生长。因此，大多数动物细胞的培养仍然需要二氧化碳培养箱。
细胞培养基中常加入其他pH缓冲体系，如HEPES缓冲体系，以增加pH缓冲容量。HEPES在pH7.2-7.4有很强的缓冲能力。当可呼吸的培养容器从二氧化碳培养箱中取出时，培养液中的碳酸盐缓冲体系会因为空气中二氧化碳浓度低而失去作用。此时HEPES的缓冲体系可以保持pH稳定。
