组织培养细胞形态结构与体内细胞基本相同，但在大体形态以及某些细微结构方面仍存在着一定的差异。按照形态分类如下：
根据细胞是否贴附于支持物上生长，形态有所不同。呈悬浮生长时，不论细胞原来源于体内何种类型细胞．由于生长在液体环境中，胞体基本呈圆形。大多数细胞是贴附型生长的。当细胞贴附在支持物上后，细胞分化现象常变得不显著，易失去它们在体内时的原有特征．在形态上表现单一化的现象。贴附于支持物表面后，开始仍为圆形，但为时很短，很快便经过形态演变过渡成扁平形态。
1．成纤维细胞型：此细胞形态与体内成纤维细胞的相似而得名，胞体呈梭形或不规则三角形，中央有卵圆形核，胞质向外伸出2～3个长短不齐的突起。细胞在生长时呈放射状火焰状或旋涡状走行，除真正的成纤维细胞外，凡由中胚层间充质起源的组织，如心肌、平滑肌、成骨细胞、血管内皮等细胞常呈此形态。
2．上皮组织型：本型细胞呈扁平不规则多角形，中有圆形核。细胞彼此紧密相连成单层膜，生长时呈膜状移动；处于上皮膜边缘的细胞总与膜相连，很少脱离细胞群单独活动；起源于内、外胚层细胞如皮肤表层、消化层上皮、肝、胰、肺泡上皮等皆呈上皮型形态。
3．游走细胞型：此型细胞在支持物上散在生长，一般不连接成片，细胞质经常伸出伪足或突起，呈活跃地游走或变形运动。此型细胞不很稳定．有时亦难和其他型细胞相区别，在一定条件下，如培养基化学性质变动等，它们也可能呈成纤维细胞形态。
4.多形细胞型：有一些组织和细胞，如神经组织的细胞等，难以确定它们规律和稳定的形态，可通归人多形细胞型。