血清是非常复杂的混合物，成分多样，含有各种生理平衡的分子量差别很大的生物分子，有的对细胞生长有促进作用，如含有携带激 素、矿物质、微量元素和脂类物质的转运蛋白等。血清能够提供细胞贴壁因子和扩散因子。血清中含有起稳定作用和解 毒的因子，能够维持培养基的pH 值并抑制蛋白酶直接或间接的酶解。但是血清的加入也带来了很多问题：
(1) 血清的成份可能有几百种之多，目前对其准确的成份、含量及其作用机制仍不清楚，尤其是对其中一些多肽类生长因子、激 素和脂类等尚未充分认识，这给研究工作带来许多困难；
(2) 血清都是批量生产，各批量之间差异很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保证每批血清的相似性极为困难，从而使实验的标准化和连续性受到限制；
(3) 不能排除血清中含有易变物质，这被认为是“瓶中恶化”的原因之一。
(4) 对大多数细胞，在体内状态，血清不是它们接触的生理学液体，只是在损伤愈 合以及血液凝固过程中才接触血清，因此使用血清有可能改变某种细胞在体内的正常状态，血清可能促进某些细胞的生长（成纤维细胞）同时抑制另一类细胞生长（表皮细胞）。
(5) 血清含一些对细胞产生毒性的物质，如多胺氧化酶，能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞毒性作用的聚精胺。补体、抗体、细 菌毒 素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。
(6) 取材中可能带入支原体、病毒，对细胞产生潜在影响。
(7) 血清的使用使得实验和生产的标准化困难，其中的蛋白质使得某些转基因蛋白生物药品生产中分离纯化工作很难完成。
(8) 大规模生产中，血清来源越来越困难，价格昂贵，是构成生产成本的主要部分之一。
(9) 为了使与传染源相关的风险减少到低，存在多个国家间限制进出口生物材料的国际法规。