培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有水、氮源、无机盐（包括微量元素）、碳源、生长因子（维生素、氨基酸、碱基、抗菌素、色素、激素和血清等）等。
培养基由于配制的原料不同，使用要求不同，而贮存保管方面也稍有不同。一般培养基在受热、吸潮后，易被细菌污染或分解变质，因此一般培养基必须防潮、避光、阴凉处保存。对一些需严格灭菌的培养基（如组织培养基），较长时间的贮存，必须放在3-6℃的冰箱内。由于液体培养基不易长期保管，均改制成粉末。培养基由于富含营养物质，易被污染或变质。配好后不宜久置，最好现配现用。培养基配成后一般需测试并调节pH，还须进行灭菌，通常有高温灭菌和过滤灭菌。
灭菌（sterilization）是指用物理或化学的方法杀灭全部微生物，包括致病和非致病微生物以及芽孢，使之达到无菌保障水平。经过灭菌处理后，未被污染的物品，称无菌物品。经过灭菌处理后，未被污染的区域，称为无菌区域。
在发酵过程中，培养基灭菌主要有以下几个原因：如不灭菌，会使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成能力的下降;杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取加困难，造成得率降低，产品质量下降;杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常;有些杂菌会分解产物，使失败;如果发生噬菌体污染，菌细胞将被裂解，使失败。常见的五种灭菌方法如下：
一、化学物质灭菌
原理：药物与微生物细胞中的成分反应，使蛋白质变性酶失活。使用范围：器皿、双手和实验室、无菌室的环境灭菌，不能用于培养基灭菌。
常用的灭菌剂：甲醛 37% 戊二醛 2% 高锰酸钾 0.1%-0.25% 苯酚 0.1%-0.15%
漂 5% 过氧乙酸 0.02%-0.2% 酒精 75% 焦碳酸二乙酯 0.01%-0.1% 煤酚皂(来苏尔) 1%—5%
二、干热灭菌
灭菌原理是利用高温对微生物有氧化、蛋白质变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。常用灼烧和电热箱加热，140-180℃ 1-2小时。适于对玻璃及金属用具及沙土管灭菌。
三、湿热灭菌
灭菌原理是直接用蒸汽灭菌，蒸汽在冷凝时能释放出大量潜热，蒸汽具有强大的穿透力，破坏菌体蛋白和核酸的化学键，使酶失活，微生物因代谢障碍而死亡。水煮常压灭菌：100℃。或饱和蒸汽灭菌：一般121℃，30分钟。适合培养基和发酵设备灭菌。
四、辐射灭菌
辐射灭菌的原理是利用高能量的电磁辐射与菌体核酸的光化学反应造成菌体死亡。常用的有紫外线、X射线和γ射线。用于室内空气及器皿表面灭菌。
五、过滤除菌
除菌原理是利用微生物不能透过滤膜除菌。方法是使用0.01~0.45 mm孔径滤膜，用于压缩空气、酶溶液及其他不耐热化合物溶液除菌。
在工业中，对于培养基、管道、设备的灭菌，通常采用蒸汽加热到一定的温度，并保温一段时间的灭菌方法，称之为湿热灭菌。湿热灭菌的显著优点是：使用方便，无污染，而且其冷凝水可以直接冷凝在培养基中，也可以通过管道排出。
培养基灭菌大多数用湿热灭菌。衡量热灭菌的指标很多，常用的是“热死时间"，即在限定的温度下杀死原有微生物中一定比例所需的持续时间。影响热灭菌的温度和时间的因素很多，包括：微生物种类、性质、浓度和培养基的性质、浓度等。
