Hovedforskellen mellem 2D- og 3D-cellekultur er, at 2D-cellekulturen bruger en kunstig flad overflade, typisk en petriskål eller en cellekulturplade, mens 3D-cellekulturen bruger et substrat, der efterligner den ekstracellulære matrix af den pågældende celletype.
Cellekultur er den proces, der dyrker celler under kontrollerede forhold generelt uden for deres naturlige miljø. 2D og 3D cellekultur er af to typer. Både 2D- og 3D-cellekultursystemer er meget nyttige i in vitro-test af terapeutiske midler, lægemidler og anden biokemisk aktiv forbindelse og kan betragtes som et alternativ til dyreforsøg. Disse to kultursystemer adskiller sig fra hinanden ved celleoverholdelsesoverfladen.