血清在動物細胞培養中起著多方面的作用：
①提供細胞生存和增殖所必需的生長調節因子。
②補充基礎培養基中沒有或量不足的營養成分。
③含有一些可供貼壁細胞型細胞貼壁生長的基質成分。
④提供載體蛋白，可結合維生素、脂質、金屬離子等。
⑤在一些情況下，中和毒性物質保護細胞不受傷害。
⑥給培養液提供良好的緩沖系統。
⑦提供蛋白酶抑制劑，保護細胞免受死細胞釋放的蛋白酶的傷害。

但是血清也存在一些弊端，比如存在不少有害成分（補體、免疫球蛋白和一些生長抑制因子等）；血清成分不明確，影響對結果的分析；不同動物、不同批次的血清成分和活性有很大不同，使得培養結果不穩定。
盡管如此，血清仍然是培養液中zui基本的添加物，尤其是在原代培養或細胞生長狀態不良時，常常會先使用有血清的培養液進行培養，待細胞生長旺盛后再換成無血清培養液。

血清中含有蛋白質、氨基酸、葡萄糖、激素等，其中蛋白質主要為白蛋白和球蛋白。氨基酸有多種，是細胞合成蛋白質的基本成分，其中有些氨基酸動物細胞本身不能合成（稱為必需氨基酸），必須由培養液提供。血清激素有胰島素、生長激素等及多種生長因子（如表皮生長因子、成纖維細胞生長因子、類胰島素生長因子等）；血清還含有多種未知的促細胞生長因子、促貼附因子及其他活性物質，能促進細胞的生長、增殖和貼附。因此，細胞培養時，要保證細胞能夠順利生長和增殖，一般需添加10%～20%的血清，動物血清還可起到酸堿度緩沖液的作用。