3D細胞培養是一種在人工創造的環境中生物細胞可以在所有三維空間中生長的技術，使細胞能夠在載體的三維立體空間結構中遷移、生長，構成三維的細胞載體復合物，3D細胞培養允許細胞在體外向各個方向生長，接近其在體內的生長方式。3D培養技術具有既能保留體內細胞微環境的物質及結構基礎，又能展現細胞培養的直觀性及條件可控性的優勢。
現階段主要用于3D細胞培養的技術有無支架培養方式與有支架培養方式兩種。
其中，無支架3D培養方法依賴于自聚集專門培養板中的細胞，如懸滴微孔板；懸滴法是常見的一種3D細胞培養法，表面不能附著，利用細胞自聚集成球狀體。磁懸浮法是一種新型的3D細胞培養方法，是利用磁性的吸引來形成球形細胞，細胞預裝磁性納米粒子，在外部施加的磁場朝著空氣或液體漂浮的低吸附板的界面來促進細胞的聚集和球形的形成。
有支架培養方式是一種基于腳手架的培養技術，可提供物理支持，從簡單的機械結構到類似細胞外間質類似物，細胞可以在支架上聚集，增殖和遷移。基于支架的3D培養中，細胞被嵌入到基質中，基質的物理化學性質會影響細胞的特性。有支架培養細分市場在3D細胞培養市場中占市場的最大份額。主要原因是支架在3D細胞培養中具有優勢，如結構剛性、附著點的可用性和支撐，推動了對基于支架的3D細胞培養在實際操作用的應用滲透。
3D細胞培養應用領域包括高通量藥物篩選實驗、腫瘤球體檢測、器官再生研究、宿主和病原體之間感染模型的研究、胚胎干細胞（ES）細胞和誘導式多能性、干細胞（iPS）細胞的擴張和分化等。
新思界
產業研究中心出具的《
2022年全球及中國3D細胞培養產業深度研究報告》顯示，預計全球3D細胞培養市場規模將從2022年的12.17億美元，增長到2026年的26.07億美元，復合年增長率為16.5%。
全球3D細胞培養市場的主要參與者包括：Thermo Fisher Scientific（美國）、Merck KGaA（德國）、Corning Incorporated（美國）、Lonza Group AG（瑞士）、Avantor Inc.（美國）、Tecan Trading AG（瑞士）、REPROCELL Inc.（日本），3D Biotek LLC。（美國）、Emulate Inc.（美國）、CN Bio Innovations（英國）、Synthecon Incorporated（美國）和InSphero AG（瑞士）。中國本土3D細胞培養市場中的主要競爭者有：復旦大學生命科學學院、粵港澳大灣區精準醫療研究院、南京醫科大學藥學院干細胞與神經再生研究所等。
