水套式二氧化碳培养箱是在普通培养的基础上加以改进，主要是能加入CO2，以满足培养微生物所需的环境。主要用于组织培养和一些特殊微生物的培养。
水套式二氧化碳培养箱广泛应用于细胞、组织培养和某些特殊微生物的培养，常见于细胞动力学研究、哺乳动物细胞分泌物的收集、各种物理、化学因素的致癌或毒理效应、抗原的研究和生产、培养杂交瘤细胞生产抗体、体外授精(IVF)、干细胞、组织工程、药物筛选等研究领域。
对于细胞来说，非常理想的培养环境同样也适合这些污染物的生存，培养箱本身是不会辨别的，而细胞培养中大部分时间里细胞都是位于培养箱内，因此箱体内能否抑菌或灭菌非常关键。
水套式二氧化碳培养箱中的主要污染源：细菌、真菌(霉菌和酵母菌)、病毒、支原体、非同种细胞。
支原体：支原体污染后，因为它们不会使细胞死亡可以与细胞长期共存，培养基一般不发生浑浊，细胞无明显变化，外观上给人以正常感觉，实则细胞已经受到多方面潜在影响，如引起细胞变形，影响DNA合成，抑制细胞生长等，往往被大多数实验者忽视。
细菌：细菌污染后，培养基1-2天就会变色，对细胞生长影响明显，应迅速将污染细胞与其它细胞系隔离，灭菌后丢弃，还要用实验室消毒剂消毒培养器皿和超净台。
病毒：由于病毒寄生生存，爆发后尽快和正常细胞隔离，丢弃处理，相对来说容易处理，对操作者威胁较大；尽管病毒污染的细胞不影响原代培养，但生产疫苗是不安全的。因此，潜在病毒是细胞大量生产和疫苗、干扰素等生物制品制作中的难题。
真菌(霉菌和酵母菌)：真菌生长的比较慢，不象细菌那么容易被发现，但是一旦发现有它的存在细胞就被污染了；目前没有好的抑制方法，包括现在常用的两性霉素，一旦污染容易反复爆发，尤其孢子很难杀灭。
非同种细胞：即细胞交叉污染，由于细胞培养操作时各细胞株所需的器材和溶液没有严格分开，往往会使一种细胞被另一种细胞污染。
目前，世界上已有几十种细胞都被HeLa细胞所污染，致使许多实验宣告无效。
水套式二氧化碳培养箱是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稳定的温度(37°C)、稳定的CO2水平(5%)、恒定的酸碱度(pH值：7.2-7.4)、较高的相对湿度(95%)，来对细胞/组织进行体外培养的一种装置。
在生物活体内，生物体有自身的免疫系统保护细胞或组织，但是在体外培养时，没有任何保护自己的免疫屏障。对于二氧化碳培养箱的基本参数温度、CO2和湿度，大多数培养箱都能满足研究实验的需要。
然而，针对培养过程中面临的各种污染源，各品牌水套式二氧化碳培养箱的控制方式和效果不尽相同，因此细胞体外培养中最大的威胁实际上是污染问题。
