为微生物生长和繁殖提供生活条件的基质。它含有微生物生活所必需的养分、水分和能源物质，并具备适合微生物生长的酸度、渗透压和氧化还原电位等条件。

供异养微生物生长和繁殖的培养基中必须含有水、含氮化合物（具固氮作用的微生物则无须供给氮化物）、某些无机盐类、微量元素或生长素和作为能源的碳水化合物。自养微生物因不以含碳有机物为能源，而是利用在氧化一定无机化合物过程中产生的化学能，故在培养基中必须为其提供氧化获取能源的底物，如为硝化细菌提供铵盐和亚硝酸盐；为硫化细菌提供元素硫、硫化氢、硫代硫酸盐或四硫酸盐等。微生物种类繁多，对营养的需求各异，没有任何一种培养基适合于所有微生物，只能按某些生物的生物共性归纳。如腐生细菌要求培养基中C/N比较小，通常以牛肉膏、蛋白胨为主要营养物质；自养细菌则以一定的无机盐类混合物为基质；嫌气菌用还原性强的化合物为培养基以满足其生活条件。真菌和放线菌要求的C/N比较宽，培养基中须加入一定量的糖、淀粉或其他含碳有机化合物作为其能源及构成细胞壁的碳源。培养基成分须有适当配比，保持一定的pH值，并有一定的氧化还原电位和渗透压。

培养基可按配制成分、用途及状态等分为多种类型。

按配制材料的成分分：①天然培养基，以动植物的组织及其煎汁、土壤、土壤浸出液等天然物质配制而成，其成分复杂而且不完全被了解。②半组合培养基，由成分不确切的天然物质和已知成分的物质配合而成。③组合培养基，由已知成分的化学药品配制而成。

按用途分：①选择培养基，根据特定微生物的生理需求，在该培养基中加入或除去某种物质以抑制某些微生物发育或促进某一类微生物生长，以选择培养特定的微生物。如在不加氮的培养基上只有能固氮的微生物生长；以纤维素为唯一碳源的培养基只适于能够分解利用纤维素的纤维分解菌生长。改变培养基的pH值、加入某种染料或抗菌素可提高培养基的选择性。也可根据某些微生物对碳、氮化合物种类的特殊要求来配制培养基以选择培养特定微生物。②鉴别培养基，在培养基中加入某种化学试剂，根据微生物发育过程中对试剂的特殊生理反应作鉴别微生物之用。例如，乙酰甲基甲醇试验和甲基红试验，都是根据细菌在分解葡萄糖后所产生的不同反应来鉴别细菌生理特性的。③加富（富集、滋养）培养基，对土壤中为数较少的某种或某类微生物，根据其营养生理特点加入某种物质，使该类微生物富集起来。是分离或研究某种微生物常用的培养基。④基础培养基，为对营养条件无特殊要求的有机营养型微生物生长提供基本营养成分的基质。其中可加入特殊营养物质或生长素以供养对营养苛求的微生物；或加入某种物质以抑制不需要的微生物生长。⑤最低成分培养基，为满足一野生型菌种营养要求的最低成分合成培养基，常以“〔-〕”表示。其中缺少一定的生长物质，不能供养其他土著菌的生长。⑥完全培养基，在最低成分培养基中加入某些富含氨基酸、维生素和碱基之类的天然物质（如蛋白胨、酵母膏等），可满足该种微生物的各种营养缺陷型的生长。此种培养基常用“〔＋〕”表示。⑦补充培养基，在最低成分培养基中，有针对性地加入某种或某几种成分，以满足相应的营养缺陷型生长的培养基，可按所加成分相应地用“〔A〕”或“〔B〕”……表示。

按状态分：可分为液体培养基和固体培养基。凡未加凝固剂者为液体培养基，微生物靠振荡、通气在溶液中生长。1870年德人柯赫（Koch）先用马铃薯块制成固体培养基，后来又用明胶或琼脂凝固剂使培养基固化为固体培养基，使单个微生物在固体培养基表面生长繁殖形成菌落，获得单一微生物的纯培养物，并由此发展为现在的纯培养技术。因为明胶含氮量较高，且可被多种微生物分解利用，所以一般多采用琼脂为凝固剂。琼脂是从红藻中提取的多糖类物质，并含有少量蛋白质，由于来源和加工方法不同，其化学成分不完全一致。为培养化能自养微生物则须采用不含有机化合物的硅胶为凝固剂。在加了特定无机化合物的硅胶平板上可获得特定的自养菌。