血清是非常復雜的混合物，成分多樣，含有各種生理平衡的分子量差別很大的生物分子，有的對細胞生長有促進作用，如含有攜帶激素、礦物質、微量元素和脂類物質的轉運蛋白等。血清能夠提供細胞貼壁因子和擴散因子。血清中含有起穩定作用和解毒的因子，能夠維持培養基的pH 值并抑制蛋白酶直接或間接的酶解。但是血清的加入也帶來了很多問題：

(1) 血清的成份可能有幾百種之多，目前對其準確的成份、含量及其作用機制仍不清楚，尤其是對其中一些類生長因子、激素和脂類等尚未充分認識，這給研究工作帶來許多困難；

(2) 血清都是批量生產，各批量之間差異很大，而且血清保存期至多一年，因此，要保證每批血清的相似性極為困難，從而使實驗的標準化和連續性受到限制；

(3) 不能排除血清中含有易變物質，這被認為是“瓶中惡化”的原因之一。

(4) 對大多數細胞，在體內狀態，血清不是它們接觸的生理學液體，只是在損傷愈合以及血液凝固過程中才接觸血清，因此使用血清有可能改變某種細胞在體內的正常狀態，血清可能促進某些細胞的生長（成纖維細胞）同時抑制另一類細胞生長（表皮細胞）。

(5) 血清含一些對細胞產生毒性的物質，如多胺氧化酶，能與來自高度繁殖細胞的多胺反應（如精胺、亞精胺）形成有細胞毒性作用的聚精胺。補體、抗體、細菌毒素等都會影響細胞生長，甚至造成細胞死亡。

(6) 取材中可能帶入支原體、病毒，對細胞產生潛在影響。

(7) 血清的使用使得實驗和生產的標準化困難，其中的使得某些轉基因蛋白生物藥品生產中分離純化工作很難完成。

(8) 大規模生產中，血清來源越來越困難，價格昂貴，是構成生產成本的主要部分之一。

(9) 為了使與傳染源相關的風險減少到zuì低，存在多個國家間限制進出口生物材料的國際法規。