一般細胞培養液的pH在7.0-7.4之間。由于碳酸鹽pH緩沖系統是一種生理pH緩沖系統（它是人體血液中重要的pH緩沖系統），所以大多數培養液用它來保持穩定的pH。用粉末配制培養液時，常常需要加入一定量的碳酸氫鈉。對大多數以碳酸鹽作為pH緩沖系統的培養液而言，以為了維持穩定的pH，培養箱中的二氧化碳需要維持在2-10%之間，以保持培養液中溶解的二氧化碳的濃度。同時細胞培養的器皿需要一定程度的透氣，以便于氣體的交換。

 
　　保持培養箱內恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素。當選購二氧化碳培養箱時，有兩種類型的加熱結構可供選擇：氣套式加熱和水套式加熱。雖然這兩種加熱系統都是精確和可靠的，但是它們都有著各自的優點和缺點。水套式培養箱是通過一個獨立的熱水間隔間包圍內部的箱體來維持溫度恒定的。熱水通過自然對流在箱體內循環流動，熱量通過輻射傳遞到箱體內部從而保持了溫度的恒定。水套式設計有其優點：水是一種很好的絕熱物質，當遇到斷電的時候，水套式系統就能更可靠地長久保持培養箱內的溫度準確性和穩定性（維持溫度恒定的時間是氣套式系統的4-5倍）。如果您的實驗環境不太穩定（如有用電限制，或者經常停電）并需要保持長時間穩定的培養條件，此時，水套式設計的二氧化碳培養箱就是您較好的選擇。而氣套式加熱系統是通過箱體內的加熱器直接對箱內氣體進行加熱的。氣套式設計在箱門頻繁開關引起的溫度經常性改變的情況下能夠迅速恢復箱體內的溫度穩定。因此，氣套式與水套式相比，具有加熱快，溫度的恢復比水套式培養箱迅速的特點，特別有利于短期培養以及需要箱門頻繁開關的培養。此外，對于使用者來說氣套式設計比水套式更簡單化（水套式需要對水箱進行加水、清空和清洗，并要經常監控水箱運作的情況）。在購買氣套式培養箱時，要注意的是：為了不影響培養，培養箱還應該有一個風扇以保證箱內空氣的流通和循環，此裝置還有助于箱內溫度、CO2和相對濕度的迅速恢復。

 
CO2濃度探測可通過兩種控制系統——紅外傳感器（IR）或熱傳導傳感器（TC）進行測量。當二氧化碳培養箱的門被打開時，CO2從箱體內漏出，此時傳感器就會探測到CO2濃度的降低，并做出及時的反應，重新注入CO2使其恢復到原先預設的水平。熱傳導傳感器（TC）監控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調節器（一個調節器暴露于箱體環境內，另一個則是封閉的）之間的電阻變化來實現的。箱內CO2濃度的變化會改變兩個電熱調節器間的電阻，從而促使傳感器產生反應以達到調節CO2水平的作用。TC控制系統的一個缺點就是箱內溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的精確度。當箱門被頻繁打開時，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會發生很大的波動，因而影響了TC傳感器的精度。當需要精確的培養條件和頻繁開啟培養箱門時，此控制系統就顯得不太適用了。紅外傳感器（IR）作為另一個可選擇的控制系統比TC系統具備更精確的CO2控制能力，它是通過一個光學傳感器來檢測CO2水平的。IR系統包括一個紅外發射器和一個傳感器，當箱體內的CO2吸收了發射器發射的部分紅外線之后，傳感器就可以檢測出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對應于箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。因為IR系統不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響，所以它比TC系統更精確，特別適用于需要頻繁開啟培養箱門的細胞培養。然而，此系統比TC系統更貴，這時就要結合經費預算進行考慮了。

 
　　培養箱內相對濕度的控制是非常重要的，維持足夠的濕度水平才能保證不會由于過度干燥而導致培養失敗。大型的二氧化碳培養箱是用蒸汽發生器或噴霧器來控制相對濕度水平的，而大多數中、小型培養箱則是通過濕度控制面板（humiditypans）的蒸發作用產生濕氣的（其產生的相對濕度水平可達95-98％）。一些培養箱有一個能在加熱的控制面板上保持水份的濕度蓄水池（humidityreservoir），這樣可以增強蒸發作用，此蓄水池能增加相對濕度水平達97-98％。但是，這個系統也更復雜，由于復雜結構的增加一些難以預料的問題也會在使用過程中出現。

 
　　每一個使用者都希望所用的儀器能夠方便好用，微處理控制系統和其它各種功能附件（如高溫自動調節和警報裝置、CO2警報裝置、密碼保護設置、自動校準系統等等）的運用，就使得二氧化碳培養箱的操作和控制都非常的簡便。微處理控制系統是維持培養箱內溫度、濕度和CO2濃度穩態的操作系統。例如PIC微處理器控制系統，它能嚴格控制氣體的濃度并將其損耗降低水平，以保證培養環境恒定不變，且能保證長期培養過程中箱內溫度精確，并有LED顯示，可設置、校正溫度和CO2濃度。不同的微處理系統雖然名字不相同，但是其原理與控制效果則無甚區別，選購時不必太在意它們名字上的區別，關鍵是要自己覺得使用起來方便，容易操作，而且要能夠達到所需的控制精度。
 

 
污染是導致細胞培養失敗的一個主要因素，因而，二氧化碳培養箱的制造商們設計了多種不同的裝置去減少和防止污染的發生，其主要途徑都是盡量減少微生物可以生長的區域和表面，并結合自動排除污染裝置來有效防止污染的產生。例如，鑒于CO2培養箱在使用過程中有時會伴有霉菌生長，為確保培養箱免受污染且保證儀器箱體內的生物清潔性，有些公司開發設計了帶有紫外清潔功能的增強型CO2培養箱；還有公司設計的*銅外殼HEPA濾器能過濾培養箱內空氣，可過濾除去99.97的0.3um以上的顆粒，并能有效殺死過濾時被擋在濾器內的微生物顆粒；此外，自動殺菌裝置能使箱內溫度達到90℃從而殺死污染微生物，當它與HEPA系統結合使用就能夠極大的減少污染。這些裝置對于細胞培養來說是不可少，但選擇何種清潔裝置呢？當然功能越多越好的適用，但是價格也會隨之上升。如果經費有限，只能選擇一個價格較便宜的，這時就應該配合使用一些消毒劑和除菌劑，經常進行消毒滅菌，也能達到貴儀器的效果，只是比較麻煩一點而已。總之，無論選擇何種裝置，都要時刻注意保持培養箱的清潔，經常清理箱體，這樣才能增加儀器的使用壽命，并使實驗順利進行，保證結果的可靠性。