二氧化碳培養箱是通過在培養箱箱體內模擬形成一個類似細胞/組織在生物體內的生長環境，如穩定的溫度、穩定的二氧化碳水平、恒定的酸堿度、較高的相對飽和濕度，來對細胞/組織進行體外培養的一種裝置。

目前，二氧化碳培養箱廣泛應用于醫學、免疫學、遺傳學、微生物、農業科學、藥物學的研究和生產，已經成為上述領域實驗室最普遍使用的常規儀器之一。

為了對細胞培養進行嚴格的質量監控，必須使用符合細胞培養要求的培養箱，而合格的CO2培養箱則必須具備兩條最基本的要求。一是要求CO2培養箱能夠對溫度、二氧化碳濃度和濕度提供最精確穩定的控制，以便于其研究工作的進展；二是要求CO2培養箱能夠對培養箱內的微生物污染進行有效的防范，并且能夠定期消除污染，以保護研究成果，防止樣品損失。

所以，在二氧化碳培養箱的內部小室中，通常配備有很多傳感器檢測元件。例如，溫度探頭、二氧化碳傳感器、氧氣傳感器等。置于氣流通路中的傳感器結合和微處理器，能夠對氣流通路中的溫度、二氧化碳濃度提供及時的監測提醒，以便對培養箱環境要素實現最為精確、穩定的控制。

例如，保持培養箱內恒定的溫度是維持細胞健康生長的重要因素，因此精確可靠的溫控系統是培養箱不可或缺的重要部分。而采用了溫度探頭傳感器的多重溫控功能的二氧化碳培養箱，則可縮短溫度恢復時間，增強了箱體環境的穩定性。

而二氧化碳濃度的監測，可以通過紅外式二氧化碳傳感器或熱導傳感器進行監測。熱導式技術成熟，易漂移，當需要精確的培養條件和頻繁開啟培養箱門時，此控制系統就顯得不太適用了。紅外式二氧化碳傳感器，因為精度高，應用在進氣口具有HEPA高效空氣過濾器的培養箱中較為合適。