细胞培养是一种无菌操作技术，需要保护工作环境和条件免受微生物污染和其他不良因素的影响。其实验室设计的原理是防止微生物污染和不良因素，需要洁净的工作环境，新鲜空气，干燥和无烟无尘。细胞培养室的设计原理一般是无菌操作区设计在室内活动较少的内侧，常规操作和封闭培养在一个房间，进行洗涤和消毒在另一个房间里。
细胞培养实验室应至少能够执行六项任务：无菌处理、孵化、制备、清洗、灭菌、存储。

一.无菌操作区
（1）无菌操作区域：无菌操作区域仅限于细胞培养和其他无菌操作区域，最好与外界隔离，不能穿行或受其他干扰。
理想的无菌操作室应分为三个部分：
a）更衣室——更换衣服、鞋子，穿戴帽子和面具。

b）缓冲室 -——位于更衣室和手术室之间，以确保手术室内的无菌环境，并放置恒温培养箱和一些必要的小器械。

c）无菌手术室——专用于无菌处理、细胞培养。房间大小应适当，顶部不宜过高（不超过2.5m），以确保紫外线的有效杀菌 效果；墙壁光滑，无死角，方便清洁和消毒。工作台不应靠墙放置。台面要平滑压塑作表面，涂漆成白色或灰色，以便于观 察解剖结构和酚红。

（2）净化工作台：操作简单，安装方便，占用空间小，净化效果好。在一般细胞培养实验室中主要使用的两种的净化工作台：
a）侧流或垂直式
b）外流或水平层流式。

二.孵化区
尽管该区域对无菌的要求并不比无菌区域严格，但它们仍然需要清洁无尘，因此它们也应放置在干扰少的区域。孵育可以在培养箱中或控制温度的温室中进行，相比之下温室是费用较高，通常实验室多采用培养箱孵育。

三.制备区
在该区域中，主要进行培养液，有关培养用液等实验用品的制备。

四.存储区域
主要存放各种冰箱、干燥箱、液氮罐、无菌培养液、培养瓶等，此环境还需要清洁无尘。

五.清洁和消毒区域
清洁和消毒区域应与其他区域分开，主要用于清洁所有细胞培养容器、准备、消毒及三蒸水制造等。