細胞在平面上生長是人為的和不自然的，因為這與細胞能夠以佳狀態進行旺盛生長的體內環境并不相同。因此，傳統的2D單層細胞培養物很難恰當地反映出細胞的體內生長環境，進而可能造成細胞結構和組織功能的缺失。
       三維（3D）細胞培養技術能夠更好地模擬生物體內細胞存活的自然環境，其自然條件可保持細胞間相互作用和更逼真的生化和生理反應。在3D環境中，細胞對內源性和外源性刺激（如溫度、pH、營養吸收、轉運和分化等方面的改變）應答更接近于它們在體內的反應。
       再生醫學的力量為理解發育、老化和組織年輕化等許多有趣的細胞進程提供了方法，了解生物學中這些有趣過程的一方法就是研究與生物體非常相似的模型系統，這使得3D細胞培養成為*的研究工具。

       3D細胞培養技術使諸多科研工作者從中受益，因此在過去十年里，研究人員也不斷開發出更多3D細胞培養系統，使研究人員可以在體外保持細胞的天然3D結構，改善細胞培養環境，輔助它們生長于更接近體內的環境條件中。