有机营养成分主要包括碳源(糖类)和维生索类。
虽然大多数培养物都能合成所有必需的维生素，但合成能力有限，其数量显然不足。为了能使组织很好地生长，在培养基中常常必须补加几种维生索和氨基酸。
1．碳源
植物组织在离体之后，难以依靠光合作用维持其生存，它所需要的碳是以各种糖的形式提供于培养基中，糖不仅为细胞提供合成新化合物的碳骨架，也为细胞的呼吸代谢提供底物与能源，另一重要的功能是调节培养基中的渗透压。常用的碳源是蔗糖，它具有热易变性，经高压灭菌后大部分分解为D-葡萄糖、D-果糖，只剩下部分的蔗糖，利于培养物的吸收。此外，葡萄糖和果糖也是较好的碳源，可支持许多组织很好地生长。淀粉对于含糖量较高的植物细胞组织培养有较好的效果。麦芽糖也可供许多植物细胞组织培养中应用，然而其他糖类对多数培养物的效果都不好。一般情况下，在组织培养中常用的蔗糖浓度为2％～5％。低浓度(1．5％～2．5％)的糖有利于木质部的生长，但过低则不能满足细胞营养、代谢和生长的需要；高浓度(3％一4％)糖则可促进韧皮部的生长，若质量分数过高，可能会干扰糖类物质的正常代谢，也可能导致培养物渗透压的增加，阻碍细胞对水分的吸收，若糖浓度居于两者之间(2．5％～3．5％)则同时对韧皮部和本质部生长都有利。但在幼胚培养、茎尖分生组织培养、花药培养和原生质体培养时，需要较高质量分数的糖，一般需10%左右或更高。对蔗糖的纯度来说，根据多年米经验及各地快速繁殖工作的实际效果来看，尽管糖在培养基中加入量很大，但蔗糖的纯度不一定要求很高，只要在培养基中没有毒害因素就可以。
2．维生素类化舍物
维生素(vitamin)类化合物在植物细胞里主要以各种辅酶的形式参与多项代谢活动，对生长、分化等有很好的促进作用。虽然大多数的植物细胞在培养中都能合成所有必需的维生素'但合成的数量不足，通常需加入一种或一种以上的维生素，以便获得最好的生长。硫胺素（维生素B1)一般认为是一种必需成分，在其他各种维生素中，还有吡哆醇(维生索B6)、烟酸(维生素B3，又称维生素PP)、泛酸钙(维生素B5)，有的配方用了生物索(维生素H)、钴胺素(维生素B12)、叶酸(维生素Bc)、抗坏血酸(维生素C)，都能显著地改善培养的植物组织生长状况。抗坏血酸有很强的抗氧化和还原能力，常用于防止组织氧化变褐，有时用量较高。其中维生素B1可全面促进植物的生长，维生素B6促进根的生长。维生素具有热易变性，易在高温下降解，可进行过滤灭菌。
3．肌醇
肌醇(化学名为环己六醇)能参与碳水化合物代谢、磷脂代谢等生理活动，帮助活性物质发挥作用，使培养组织快速生长，促进胚状体及芽的形成，培养基中肌醇用量一般为50～100 mg／L。
4．氨基酸类及有机添加物
氨基酸作为一种重要的有机氮源，除构成生物大分子(如蛋白质、酶、核酶)的基本组成外，还具有缓冲作用和调节培养物体内平衡的功能，对外植体芽、根、胚状体的生长、分化有良好的促进作用。常用的氨基酸有甘氨酸、谷酰胺、精氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、丙氨酸以及酰胺类物质等。这些氨基酸是很好的有机氮化合物，可直接被细胞吸收利用，而且功能各异。其中甘氨酸能促进离体根的生长，丝氨酸和谷氨酞胺有利于花药胚状体或不定芽的分化；半脱氨酸可作为抗氧化剂，防止培养材料褐化，延缓酚氧化。就维生素和氨基酸而言，各种标准培养基之间存在着很大的差异。
此外，为了促进某些外植体的愈伤组织、器官、组织或细胞的生长，有时还使用很多种化学成分不明的复杂的营养混合物，如水解酪蛋白（CH)、椰子汁（CM)、马铃薯块、麦芽浸出物(ME)、苹果和番茄的果汁、黄瓜的果实、未熟玉米的胚乳及酵母浸出物（YE）等。这些天然复合物的成分比较复杂，大多含氨基酸、激素、酶等一些复杂化合物。它对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用，但对器官的分化作用不明显。它的成分大多不清楚，一般添加了这些物质后，可能会影响到实验结果的重复性，在专门搞组织培养的研究时应慎重使用，但是在培养某些难以成功的植物时，还是值得一试的。
