培養指把培養材料放在培養室（無光、適宜溫度、無菌）裡使之生長，分裂和分化形成愈傷組織，光照條件下進一步分化成再生植株的過程。
1．固體培養法
即用瓊脂固化培養基來培養植物材料的方法，是現在最常用的方法。雖然該方法設備簡單，易行，但養分分布不均，生長速度不均衡，並常有褐化中毒現象發生。
2．液體培養法
用不加固化劑的液體培養基培養植物材料的方法。由於液體中氧氣含量較少，所以通常需要通過攪動或振動培養液的方法以確保氧氣的供給，採用往復式搖床或旋轉式搖床進行培養，其速度一般為50～100r/min，這種定期浸沒的方法，既能使培養基均一，又能保證氧氣的供給。
1．初代培養
初代培養旨在獲得無菌材料和無性繁殖系。即接種某些外植體後，最初的幾代培養。初代培養時，常用誘導或分化培養基，即培養基中含有較多的細胞分裂素和少量的生長素。初代培養建立的無性繁殖系包括：莖梢、芽叢、胚狀體和原球莖等。
根據初代培養時發育的方向可分為：
（1）頂芽和腋芽的發育
採用外源的細胞分裂素，可促進使具有頂芽或沒有腋芽的休眠側芽啟動生長，從而形成一個微型的多枝多芽的小灌木叢狀的結構。在幾個月內可以將這種叢生苗的一個枝條轉接繼代，重複芽苗增殖的培養，並且迅速獲得多數的嫩莖。然後將一部分嫩莖轉移到生根培養基上，就能得到可種植到土壤中去的完整小植株。一些木本植物和少數草本植物也可以通過這種方式來進行再生繁殖，如月季、茶花、菊花、香石竹等等。這種繁殖方式也稱作微型繁殖，它不經過發生愈傷組織而再生，所以是最能使無性系後代保持原品種的一種繁殖方式。
適宜這種再生繁殖的植物，在採樣時，只能採用頂芽、側芽或帶有芽的莖切段，其他如種子萌發後取枝條也可以。
莖尖培養是較為特殊的一種方式。它採用極其幼嫩的頂芽的莖尖分生組織作為外植體進行接種。在實際操作中，採用包括莖尖分生組織在內的一些組織來培養，這樣便保證了操作方便以及容易成活。
用靠培養定芽得到的培養物一般是莖節較長，有直立向上的莖梢，擴繁時主要用切割莖段法，如香石竹、矮牽牛、菊花等。但特殊情況下也會生出不定芽，形成芽叢。
（2）不定芽的發育
在培養中由外植體產生不定芽，通常首先要經脫分化過程，形成愈傷組織的細胞。然後，經再分化，即由這些分生組織形成器官原基，它在構成器官的縱軸上表現出單向的極性（這與胚狀體不同）。多數情況下它形成芽，後形成根。
另一種方式是從器官中直接產生不定芽，有些植物具有從各個器官上長出不定芽的能力如矮牽牛、福祿考、懸鉤子等。當在試管培養的條件下，培養基中提供了營養，特別是提供了連續不斷植物激素的供應，使植物形成不定芽的能力被大大地激發起來。許多種類的外植體表面幾乎全部為不定芽所覆蓋。在許多常規方法中不能無性繁殖的種類，在試管條件下卻能較容易地產生不定芽而再生，如柏科，松科，銀杏等一些植物。許多單子葉植物儲藏器官能強烈地發生不定芽，用百合鱗片的切塊就可大量形成不定鱗莖。
在不定芽培養時，也常用誘導或分化培養基。用靠培養不定芽得到的培養物，一般採用芽叢進行繁殖，如非洲菊、草莓等。
（3）體細胞胚狀體的發生與發育
體細胞胚狀體類似於合子胚但又有所不同，它也通過球形，心形，魚雷形和子葉形的胚胎發育時期，最終發育成小苗。但它是由體細胞發生的。胚狀體可以從愈傷組織表面產生，也可從外植體表面已分化的細胞中產生，或從懸浮培養的細胞中產生。
（4）初代培養外植體的褐變
外植體褐變是指在接種後，其表面開始褐變，有時甚至會使整個培養基褐變的現象。它的出現是由於植物組織中的多酚氧化酶被激活，而使細胞的代謝發生變化所致。在褐變過程中，會產生醌類物質，它們多呈棕褐色，當擴散到培養基後，就會抑制其他酶的活性，從而影響所接觸外植體的培養。
褐變的主要原因如下：
a、植物品種 研究表明，在不同品種間的褐變現象是不同的。由於多酚氧化酶活性上的差異，因此，有些花卉品種的外植體在接種後較容易褐變，而有些花卉品種的外植體在接種後不容易褐變。因此，在培養過程中應該有所選擇，對不同的品種分別進行處理。
b、生理狀態由於外植體的生理狀態不同，所以在接種後褐變程度也有所不同。一般說來，處於幼齡期的植物材料褐變程度較淺，而從已經成年的植株採收的外植體，由於含醌類物質較多，因此褐變較為嚴重。一般來說，幼嫩的組織在接種後褐變程度並不明顯，而老熟的組織在接種後褐變程度較為嚴重。
c、培養基成分 濃度過高的無機鹽會使某些觀賞植物的褐變程度增加，此外，細胞分裂素的水平過高也會刺激某些外植體的多酚氧化酶的活性，從而使褐變現象加深。
d、培養條件不當 如果光照過強、溫度過高、培養時間過長等，均可使多酚氧化酶的活性提高，從而加速被培養的外植體的褐變程度。
為了提高組織培養的成苗率，必須對外植體的褐變現象加以控制。可以採用以下措施防止、減輕褐變現象的發生。
（1）選擇合適的外植體 一般來說，最好選擇生長處於旺盛的外植體，這樣可以使褐變現象明顯減輕。
（2）合適的培養條件 無機鹽成分、植物生長物質水平、適宜溫度、及時繼代培養均可以減輕材料的褐變現象。
（3）使用抗氧化劑 在培養基中，使用半胱氨酸、抗壞血酸等抗氧化劑能夠較為有效地避免或減輕很多外植體的褐變現象。另外，使用0.1%～0.5%的活性炭對防止褐變也有較為明顯的效果。
（4）連續轉移 對容易褐變的材料可間隔2～24小時的培養後，再轉移到新的培養基上，這樣經過連續處理7～10天後，褐變現象便會得到控制或大為減輕。
2、繼代培養
在初代培養的基礎上所獲得的芽、苗、胚狀體和原球莖等，數量都還不夠，它們需要進一步增殖，使之越來越多，從而發揮快速繁殖的優勢。繼代培養是繼初代培養之後的連續數代的擴繁殖培養過程。旨在繁殖出相當數量的無根苗，最後能達到邊繁殖邊生根的目的。
繼代培養的後代是按幾何級數增加的過程。如果以2株苗為基礎，那麼經10代將生成210株苗。
繼代培養中擴繁的方法包括：切割莖段、分離芽叢、分離胚狀體、分離原球莖等。切割莖段常用於有伸長的莖梢、莖節較明顯的培養物。這種方法簡便易行，能保持母種特性。培養基常是MS基本培養基；分離芽叢適於由愈傷組織生出的芽叢。培養基常是分化培養基。若芽叢的芽較小。可先切成芽叢小塊，放入MS培養基中，待到稍大時，再分離開來繼續培養。增殖使用的培養基對於一種植物來說每次幾乎完全相同，由於培養物在接近最良好的環境條件，營養供應和激素調控下，排除了其他生物的競爭，所以能夠按幾何級數增殖。在快速繁殖中初代培養只是一個必經的過程，而繼代培養則是經常性不停的進行過程。但在達到相當數量之後，則應考慮使其中一部分轉入生根階段。從某種意義上講，增殖只是儲備母株，而生根才是增殖材料的分流，生產出成品。
3．繼代培養時材料的玻璃化
實踐表明，當植物材料不斷地進行離體繁殖時，有些培養物的嫩莖、葉片往往會呈半透明水跡狀，這種現象通常稱為玻璃化。它的出現會使試管苗生長緩慢、繁殖係數有所下降。玻璃化為試管苗的生理失調症。
因為出現玻璃化的嫩莖不宜誘導生根，因此，使繁殖係數大為降低。在不同的種類、品種間，試管苗的玻璃化程度也有所差異。當培養基上細胞分裂素水平較高時，也容易出現玻璃化現象。在培養基中添加少量聚乙烯醇、脫落酸等物質，能夠在一定程度上減輕玻璃化的現象發生。
呈現玻璃化的試管苗，其莖、葉表面無蠟質，體內的極性化合物水平較高，細胞持水力差，植株蒸騰作用強，無法進行正常移栽。這種情況主要是由於培養容器中空氣溼度過高，透氣性較差造成的，其具體解決的方法為：
a、增加培養基中的 溶質水平，以降低培養基的水勢；
b、減少培養基中含氮化合物的用量；
c、增加光照
d、增加容器通風，最好進行CO2施肥，這對減輕試管苗玻璃化的現象有明顯的作用；
e、降低培養溫度，進行變溫培養，有助於減輕試管苗玻璃化現象發生；
f、降低培養基中細胞分裂素含量，可以考慮加入適量脫落酸。
4．生根培養
當材料增殖到一定數量後，就要使部分培養物分流到生根培養階段。若不能及時將培養物轉到生根培養基上去，就會使久不轉移的苗子發黃老化，或因過分擁擠而使無效苗增多造成拋棄浪費。根培養是使無根苗生根的過程，這個過程目的是使生出的不定根濃密而粗壯。生根培養可採用1/2或者1/4MS培養基，全部去掉細胞分裂素，並加入適量的生長素（NAA、IBA等）。
誘導生根可以採用下列方法：
a、將新梢基部浸入50或100*10-6IBA溶液中處理4～8小時；
b、在含有生長素的培養基中培養4～6天
c、直接移入含有生長素的生根培養基中。
上述三種方法均能誘導新梢生根，但前兩種方法對新生根的生長發育則更為有利。而第三種對幼根的生長有抑制作用，其原因是當根原始體形成後較高濃度生長素的繼續存在，不利於幼根的生長發育。
另外也可採用下列方法就可生根：
（1）延長在增殖培養基中的培養時間；
（2）有意降低一些增殖倍率，減少細胞分裂素的用量（即將增殖與生根合併為一步）；
（3）切割粗壯的嫩枝在營養缽中直接生根，此方法則沒有生根階段。可以省去一次培養基製作，切割下的插穗可用生長素溶液浸蘸處理，但這種方法只適於一些容易生根的作物。
另外少數植物生根比較困難時，則需要在培養基中放置濾紙橋，使其略高於液面，靠濾紙的吸水性供應水和營養，從而誘發生根。
從胚狀體發育成的小苗，常常有原先已分化的根，這種根可以不經誘導生根階段而生長。但因經胚狀體發育的苗數特別多，並且個體較小，所以也常需要一個低濃度或沒有植物激素的培養基培養的階段，以便壯苗生根。
試管內生根壯苗的階段，為了成功地將移植到試管外的環境中，以使試管苗適應外界的環境條件。通常不同植物的適宜馴化溫度不同。如菊花，以18～20℃為宜。實踐證明植物生長的溫度過高不但會牽涉到蒸騰加強。而且還牽涉到菌類易滋生的問題。溫度過低使幼苗生長遲緩，或不易成活。春季低溫時苗床可加設電熱線，使基質溫度略高於氣溫2～3℃，這不但有利於生根和促進根系發達，而且有利於提前成活。
移植到試管外的植物苗光強度應比移植前培養有所提高，並可適應強度較高的漫射光，（約4000lx左右），以維持光合作用所需光照強度。但光線過強刺激蒸騰加強，會使水分平衡的矛盾更尖銳。