1.蛋白质：虽然蛋白质是血清的主要成分，但许多蛋白质的功能在体外情况下所剩无几，而有几种有关的蛋白质可能是需要的，例如携带矿物质、脂肪酸、激素的蛋白。已知可满足这些需求的蛋白质有：白蛋白，它作为脂类或矿物质及球蛋白的一种携带者；纤连蛋白（冷不溶性球蛋白），它可促进细胞贴壁；α2-巨球蛋白，它是胰酶的抑制剂。此外，胎儿血清中的胎球蛋白可增进细胞的贴附；转铁蛋白可结合铁离子，使其毒性减小而具有生物可利用性。其他一些未知的蛋白质对于细胞的贴附和生长可能也是必需的。蛋白质还可增加培养基的成泡性，在吹打和搅拌时可减少切力，可能还会增加培养基的缓冲力。
2.生长因子：自然凝集得到的血清比用物理方法（离心）去除细胞的血浆刺激细胞增殖的效果更好。这种刺激效果的增加是由于凝集过程中血小板生长因子(PDGF)的释放。PDGF是具有有丝分裂原活性的多肽家族中的一员，可能是血清中的主要生长因子。PDGF刺激成纤维细胞和神经胶质细胞的生长，而其他血小板生成因子，如TGF-3，可能会抑制其生长或者促进上皮类细胞的分化。
其他生长因子，如成纤维细胞生长因子(FCFs)、表皮细胞生长因子(ECF)、内皮细胞生长因子如血管内皮细胞生长因子(VECF)和Angiogenin，胰岛素样生长因子ICF-Ⅰ和IGF-Ⅱ，都已从完整组织或培养过细胞的培养基中分离得到，各自具有不同程度的特异性，它们可能存在于血清中，但含量非常少。现在，许多生长因子都以重组蛋白的形式实现了商业化，有些还有长效类似物(long-form analogues)，可增加有丝分裂原的活性和稳定性。
3.激素：胰岛素可促进细胞对葡萄糖和氨基酸的摄取，这可能是由于具有有丝分裂原的作用从而产生这一特性或增加了ICF-Ⅰ受体的活性。IGF-Ⅰ和ICF-Ⅱ可结合于胰岛素受体，但它们也有自己的特异性受体，而胰岛素与这些受体的亲和力很低，IGF-Ⅱ也可刺激葡萄糖的摄取。血清中含有生长激素，特别是胎儿期的血清，生长激素与促生长因子(IGFs)结合可能具有有丝分裂原的效果。血清中还有含量不等的氢化可的松，特别是在胎牛血清中，它可促进细胞的附着和增殖，但在特定的条件下（如高细胞密度）可能使细胞静止，还能够诱导细胞的分化。
4.营养物及代谢物：血清可能还含有氨基酸、葡萄糖、酮酸、核苷及其他一些营养物质和中间代谢物，对于成分简单的培养基，这些物质可能很重要；而对于那些成分复杂的培养基，特别是含有高浓度氨基酸和其他补充物的培养基，这些物质就不那么重要了。
5.脂类：血清中含少量脂肪酸、亚油酸、油酸、乙醇胺和磷酸一乙醇胺，它们通常结合于蛋白质如白蛋白上。
6.矿物质：血清替代实验表明微量元素及铁、铜、锌都可能结合于血清蛋白质。McKeehan等已证实血清中的硒是细胞培养所需求的，它可能作为谷胱甘肽(GSH)合成酶的辅助因子有助于消除自由基的毒性。
7.抑制物：血清中可能也含有抑制细胞增殖的物质，其中一些可能是血清制备过程的产物（例如，来源于过滤之前污染的细菌毒素或抗体，其含有γ-球蛋白的片段能够与培养细胞的表面结合位点产生交叉反应），而另一些是生理上的非生长调节因子，例如TGF-β。热灭活可去除血清中的一些物质，减少免疫球蛋白的细胞毒性而不破坏多肽生长因子，但也可能去除一些较不稳定的成分，因而并不总是比未处理的血清安全。