目前，体外细胞水平的研究很大程度上是在二维（2D）培养条件下完成的；在体内，主要在实验动物模型体内完成。2D细胞培养技术培养的细胞在体外环境下逐渐丧失了其体内原有的性状，在形态、结构和功能方面都与其在体内自然生长的状态相去甚远；而动物实验由于体内的多种不可控因素的制约以及体内和体外环境相互影响而变得复杂化，不利于探究具体机制。
鉴于两者均存在一定的局限，近年来发展了三维（3D）细胞培养技术(three-dimensionalcellculture，TDCC)，这种培养方法获得的细胞在形态结构、增殖分化、基因表达及细胞的功能活动等方面均与2D培养存在显著不同。3D细胞培养既能保留天然细胞微环境的物质结构基础，又能更好的模拟体内细胞生长的微环境，克服了之前两种方式的缺陷，为细胞水平的研究提供了一种更简单、更安全、更可靠的方法。现在，3D细胞培养技术已成为研究肿瘤发生发展机制、肿瘤微环境、肿瘤的耐药性、肿瘤生物学行为，肿瘤血管生成等的重要平台。
