Культивирование клеток млекопитающих в трехмерных условиях становится приоритетным в многочисленных биомедицинских приложениях. В области токсикологии и разработки противоопухолевых препаратов это связано со значительной разницей ответа клеток, культивируемых в двух- или трехмерных условиях, на проапоптотичные факторы. Кроме того, выявлены существенные отличия в поляризации клеток, структуре цитоскелета, распределении рецепторов к широкому спектру гормонов, ростовых факторов и т. д. в клетках млекопитающих в зависимости от условий культивирования. В конечном итоге, это проявляется в различной реакции культивируемых клеток на внеклеточные стимулы. Наиболее адекватной моделью роста солидных опухолей in vitro сейчас принято считать многоклеточные сфероиды. Культивирование фолликулов щитовидной железы, ацинусов молочной железы и других структурно-функциональных единиц, сохраняющих исходную организацию ткани, позволяет изучать поведение, биохимические особенности и генетический профиль дифференцированных клеток. С другой стороны, трехмерные культуры имеют ряд ограничений по сравнению с широко используемыми монослойными культурами. Недостатки и преимущества каждого типа культур, а также их применение в биологических и медицинских исследованиях являются предметом этого обзора.