培養(yǎng)基的成分包括:碳源、氮源、礦物質(zhì),以及其他必需物質(zhì)。這些成分通過生物反應(yīng)過程，生成生物物質(zhì)、生物化工產(chǎn)品，并放出co2、h2o和熱量。 培養(yǎng)基的成分還可以由發(fā)酵過程中所需的元素出發(fā)，如c、h、o、n、s、p、mg、k等。此外,必要時(shí)還有一些需要量很少的微量元素,如fe、zn、cu、mn、co、mo、b等。在發(fā)酵過程中某些生物本身不能合成的物質(zhì)，如氨基酸、維生素或核苷酸等，必要時(shí)亦作為營養(yǎng)物質(zhì)加入到培養(yǎng)基中。
碳源
具有雙重作用。生物在產(chǎn)生生物物質(zhì)或生物化工產(chǎn)品過程中，它不僅為其提供碳源，也為其提供能源。碳水化合物是微生物發(fā)酵中的主要碳源，包括淀粉、葡萄糖、蔗糖和乳糖等。此外，植物油如豆油、棉籽油、玉米油等亦常被應(yīng)用作為碳源。這類油常與表面活性劑合用，以消除發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的泡沫。甲醇可用以生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白。正烷烴類可用以生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸和維生素等，甚至二氧化碳也可作為光合細(xì)菌的碳源。
氮源
包括無機(jī)氮源和有機(jī)氮源。無機(jī)氮源包括氨、銨鹽及硝酸鹽等，它們?cè)诒粦?yīng)用時(shí)應(yīng)注意發(fā)酵中ph的變化；有機(jī)氮源包括氨基酸、蛋白質(zhì)及尿素等，有機(jī)氮源的加入往往加快了生物的生長。因考慮到成本因素，一些有機(jī)氮源，如黃豆餅粉、花生餅粉、棉籽餅粉、玉米漿、魚粉、酵母粉等常被選用。
培養(yǎng)基的組成中除了水分外，碳源和氮源的含量是最大的。碳源含量一般不超過10%，氮源含量較低，一般碳氮比應(yīng)為3～4:1。碳、氮源含量不能過高的原因是避免產(chǎn)生基質(zhì)或產(chǎn)物對(duì)反應(yīng)的抑制和因滲透壓過高引起細(xì)胞失水而死亡。
礦物質(zhì)
培養(yǎng)基中 mg、p、k、s、ca、cl常是主要的礦物質(zhì)的組成成分，其他如co、cu、fe、mn、mo及zn也往往不可少，但需要量很小，可從其他主要培養(yǎng)基成分中得到。如是使用合成培養(yǎng)基就需要把這些微量元素加進(jìn)去。它們不僅為生物生長所必需，也是為了得到某些產(chǎn)物所bi不可少者。例如生物合成青霉素或頭孢菌素需要一定量的硫；生物合成維生素b12需要一定量的鈷。
維生素
某些生物在培養(yǎng)過程中需要某些維生素，往往在天然培養(yǎng)基中已經(jīng)提供了必要的維生素，但在某些特殊情況下需單獨(dú)加入維生素。例如在谷氨酸生產(chǎn)過程中需加入生物素,某些植物細(xì)胞培養(yǎng)中需要硫胺素(維生素b1)。