模仿生物體過程的實驗被稱為體外實驗。其中，細胞和組織培養物在實驗室中生長，通常在幾周內，在盡可能自然的環境中生長。培養發生在二氧化碳培養箱中，其中不僅溫度，而且濕度和二氧化碳含量必須是可控的。除此之外，還可以在一些電器中調節氧氣和氮氣的含量。 在CO 2培養箱中通常具有的升50和300之間的腔室容積，并從4℃的溫度范圍內和8℃的高于室溫**60℃（在基本細節操作和特征一的溫度控制腔）。二氧化碳培養箱的內部通常由無腐蝕不銹鋼 1.4301（符合標準ASTM 304）制成，另外還由一些制造商進行電解拋光以防止細菌沉降并使清洗更容易。為了在不影響室內空氣的情況下觀察室內負荷，CO2培養箱通常配備內玻璃門或附加的氣體擋板。
調節空氣濕度
二氧化碳培養箱中的正常溫度與人體溫度大致相同（37°C）。關鍵的問題是以受控的方式保持濕度，同時避免內部結露。在實踐中，通過在CO2培養箱內部通過水盤加濕，通過水與地板的直接接觸或者通過用于加濕和除濕的活動可控系統（其中供水位于工作室外部）來實現。來自外部水箱的水在蒸發器中被加熱并作為蒸汽進入室，這意味著只有無菌水（熱解細菌屏障）加濕室，樣品和濕度可以以特定劑量施加。
主動控制濕度可以保證在門打開和關閉后快速達到所需的濕度。
加熱室
在CO2培養箱中精確保持氣氛對于保護樣品是**必要的。這就是為什么實際上有一系列不同的加熱系統，部分由電動風扇支持，部分由空氣循環系統無紊流支撐。 許多二氧化碳培養箱由一個加熱的空氣夾套支撐，有些情況下由一個水套支撐，確保均勻的溫度分布和溫度穩定性，門打開后的快速恢復時間和斷電后的溫度維持。同時，空氣套可防止結露。有些制造商沒有空氣或水的夾套，而是直接從所有六面加熱腔室，并在其周圍加上隔熱涂層。在這種直接加熱的形式中，加熱元件布置中的高度靈活性和高密度形成了溫度均勻性的基礎。
滅菌和去污
在每次新裝載之前，必須清潔CO2培養箱以避免艙室負荷的交叉污染。除了使用消毒劑進行清潔之外，家電制造商還開發了各種技術，其中一些技術可以結合使用。 一些設備允許用紫外線對內部進行消毒，其他設備則提供**性空氣過濾。HEPA過濾器等空氣過濾器需要額外的時間和**資源，因為它們需要更換。 一些制造商使用90-95℃的濕熱提供凈化程序，這需要花費很多小時，其他的則在120℃下凈化幾個小時。160°C和180°C之間的熱空氣滅菌相當普遍，并被視為安全程序。德G藥典10（DAB 10）是關于藥品質量，檢測，儲存，分配和標簽以及生產中使用的具有法律約束力的物質的一系列公認的藥品規則，規定了以下參考值消毒：
180°C熱空氣：**少30分鐘
170°C熱空氣：**少1小時
160°C熱空氣：**少2小時
現代CO2培養箱的進一步質量標準是對內部進行凈化或消毒，包括配件和傳感器。