二氧化碳培养箱原理是其通过在培养箱箱体内模拟形成一个类似细胞/组织在生物体内的生长环境如恒定的酸碱度（pH值：7.2～7.4）、稳定的温度（37℃）、较高的相对湿度（95%）、稳定的CO2水平（5%），来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。二氧化碳培养箱广泛应用于医学、免疫学、遗传学、微生物、农业科学、药物学的研究和生产，已经成为上述领域实验室普遍使用的常规仪器。
 

二氧化碳培养箱有两种加热方式：气套式加热和水套式加热，两种加热系统都是精确和可靠的，同时它们都有着各自的优点和缺点。

水套式加热是通过一个独立的水套层包围内部的箱体来维持温度恒定的，其优点：水是一种很好的绝热物质，当遇到断电的时候，水套式系统就可以比较长时间的保持培养箱内的温度准确性和稳定性（维持温度恒定的时间是气套式系统的3～4倍），有利于实验环境不太稳定（如有用电限制，或者经常停电）并需要保持长时间稳定的培养条件的用户选用。

气套式加热是通过遍布箱体气套层内的加热器直接对内箱体进行加热的，又叫六面直接加热。气套式与水套式相比，具有加热快，温度的恢复比水套式培养箱迅速的特点，特别有利于短期培养以及需要箱门频繁开关的培养。此外，对于使用者来说气套式设计比水套式更简单化（水套式需要对水箱进行加水、清空和清洗，并要经常监控水箱运作的情况）。