Perbedaan utama antara kultur sel 2D dan 3D adalah bahwa kultur sel 2D menggunakan permukaan datar buatan, biasanya cawan petri atau pelat kultur sel sedangkan kultur sel 3D menggunakan substrat yang meniru matriks ekstraseluler dari jenis sel tertentu.
Kultur sel adalah proses menumbuhkan sel dalam kondisi terkontrol yang umumnya di luar lingkungan alaminya. Kultur sel 2D dan 3D terdiri dari dua jenis. Sistem kultur sel 2D dan 3D sangat berguna dalam pengujian in-vitro untuk terapi, obat-obatan, dan senyawa aktif biokimia lainnya dan dapat dianggap sebagai alternatif untuk pengujian hewan. Kedua sistem kultur ini berbeda satu sama lain berdasarkan permukaan kepatuhan sel.