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（它是人體血液中最重要的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。

是不是采用其他pH緩沖系統就不需要二氧化碳培養箱了呢？人們發現由于空氣中的二氧化碳濃度很低，如果細胞不在二氧化碳培養箱中培養，培養液中的HCO₃-會被耗盡，這樣會影響細胞的正常生長。所以大部分動物細胞的培養，還是需要二氧化碳培養箱。

在過去的數十年間，細胞生物學、分子生物學、藥理學等的研究領域都有了驚人的長足進步，同時，這些領域中的技術應用也不得不跟上“腳步"。雖然典型的生命科學實驗室設備有了很大的改變，但二氧化碳培養箱依然是實驗室中的主要組成部分，其使用的最終目的都是維持和促使細胞和組織更好地生長。然而，隨著技術的進步，其功能和運作都變得越來越準確和便捷。如今，二氧化碳培養箱已成為實驗室普遍使用的常規儀器之一，已廣泛應用于醫學、免疫學、遺傳學、微生物、農業科學、藥物學的研究和生產。

CO₂培養箱是通過對周圍環境條件的控制制造出一個能使細胞/組織更好地生長的環境，條件控制的結果就會形成一個穩定的條件：如恒定的酸堿度（pH值：7.2-7.4）、穩定的溫度（37°C）、較高的相對濕度（95％）、穩定的CO₂水平（5％），這就是為什么上述領域的研究員如此熱衷于使用方便穩定可靠的二氧化碳培養箱。

此外，由于增加了二氧化碳濃度控制，并且使用微控制器對培養箱溫度進行準確控制，使生物細胞，組織等的培養成功率、效率都得到改善。總之，二氧化碳培養箱是普通電熱恒溫培養箱不可替代的新型培養箱。