动物细胞分离培养是指从动物活体体内分离组织，利用机械或消化的方法分散成单细胞悬液，然后放在类似于体内生存环境的体外环境中，进行孵育培养，使其生存、生长并维持其结构与功能的方法。动物细胞培养的对象为单个细胞或细胞群，这些细胞很难再形成组织。随着细胞培养技术和其他技术的迅猛发展，动物细胞培养技术在我们日常生活中的应用也越来越广泛了。
1.生产天然药用蛋白（疫苗、干扰素等）
利用动物细胞大规模培养技术生产大分子生物制品始于20世纪60年代，当时是为了满足生产口蹄疫(FMD)疫苗的需要。后来随着大规模培养技术的逐渐成熟和转基因技术的发展与应用，人们发现利用动物细胞大规模培养技术来生产大分子药用蛋白比原核细胞表达系统更有优越性。
2.基因重组蛋白的临床应用
哺乳动物细胞培养表达制备治疗性重组蛋白质药物已成为当今生物制药领域中的主流技术。目前有60%以上的重组蛋白质药物的生产采用哺乳动物细胞培养技术。哺乳动物细胞制备的蛋白质药物质量高，它们与天然蛋白质具有相似的理化性质和生物学功能。以默克、基因泰克等国际大公司为代表的大规模流加培养生产工艺，其反应罐体积可以达到10t以上，蛋白表达浓度为1.0~2.0 g/L。我国从2000年开始逐渐发展了该项技术，虽然起步较晚，基础较差，但经过努力实现了该项技术的突破。
3.制备单克隆抗体
单克隆抗体是将产生抗体的单个B淋巴细胞同肿瘤细胞杂交，获得既能产生抗体，又能无限增殖的杂交细胞，并以此生产抗体的技术。其原理是B淋巴细胞能够产生抗体，但在体外不能进行无限分裂；而肿瘤细胞虽然可以在体外进行无限传代，但不能产生抗体。将这两种细胞融合后得到的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性。免疫反应是人类对疾病具有抵抗力的重要因素。当动物体受抗原刺激后可产生抗体。抗体的特异性取决于抗原分子的决定簇，各种抗原分子具有很多抗原决定簇，因此，免疫动物所产生的抗体实为多种抗体的混合物。用这种传统方法制备抗体效率低、产量有限，且动物抗体注入人体可产生严重的过敏反应。此外，要押这此不同的抗体分开也极困难。近年来，单克隆抗体技术的出现，是免疫学领域的重大突破。
4.筛选新药
药物筛选是针对特定的要求和目的，通过活当的方法和技术（主要有基因组学、蛋白质组学、代谢组学、计算生物学、生物芯片技术、微流控芯片技术等），在一定的可选择范围内，进行药物优选的过程。因此，药物筛选包括新药研究过程中的处方筛选，根据特定目的选择符合要求的药物。通过规范化的实验手段从大量化合物或者新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性的化合物的过程。
5.培养转基因动物
目前，由于细胞培养技术、细朐融合技术、细朐杂交技术以及转基因技术的创建与相互结合，使得人们能够在细胞水平操作并改变动物的基因进行遗传物质的重组。这样就可以按照人类的需要大幅度地改变生物的遗传组成，从而使新品种的培育在实验室中即可完成，可大大缩短育种进程，且使育种工作更加经济有效。胚胎干细胞的研究成果和克隆羊多莉的问世可以说已为动物遗传育种开辟了一条新途径。
6.在生物学基础研究中的应用
离体培养的动物细胞具有培养条件可人为控制且便于观察检测的特点，因而可广泛应用于生物学领域的基础研究中。
7.在医学研究（生理、病理、药理）中的应用
①动物细胞培养技术可用于遗传疾病和先天畸形的产前诊断；②现在的一些科学研究已能通过染色体对比分析检测出易患癌症的病人，以便进行及早的预防和治疗。③细胞培养还可用于临床治疗。
8.培养移植器官
在器官移植方面，通过动物细胞或组织的培养生产适合受体的器官，此法有效解决了供体器官来源的稀缺，同时解决了异体器官发生排斥反应的现象。