Để sinh trưởng và tổng hợp các nguyên liệu tế bào cho bản thân mình, vi sinh vật phải thu nhận các thành phần cấu trúc (hay các tiền chất của chúng) và năng lượng cần thiết từ môi trường sống. Do đó, để nuôi cấy vi sinh vật trong phòng thí nghiệm thì các chất dinh dưỡng phải được cung cấp đầy đủ vào môi trường và các chất dinh dưỡng phải ở dạng mà các vi sinh vật này có thể sử dụng được.
Do có sự đa dạng sinh lý của thế giới vi sinh vật mà có vô số các môi trường
với thành phần dinh dưỡng khác nhau đã được đưa ra, với mục đích hoặc là làm giàu một cách chọn lọc hoặc là để nuôi cấy một nhóm ví sinh vật đặc thù nào đó
(LaPage và cs, 1970; Balows và cs 1992; Atlas, 1997). Tất cả các môi trường này
đều chứa các thành phần với các chức năng dinh dưỡng rõ ràng, đặc biệt là cân nhắc về chức năng cấu trúc hoặc sinh năng lượng. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu về chất dinh dưỡng được tiến hành định tính chứ không phải định lượng và
các chất dinh dưỡng khác nhau được thêm vào nhiều hơn hay ít hơn một cách tùy ý. Ngoài ra, rất nhiều các môi trường nuôi cấy có chứa các thành phần không được
biết rõ ràng bởi vì sử dụng các nguyên liệu hữu cơ như ngô, khoai tây,…
Trong cùng những điều kiện như: nhiệt độ hoặc pH, tốc độ sinh trưởng riêng lớn nhất của vi sinh vật bị ảnh hưởng bởi sự đa dạng của các chất dinh dưỡng trong môi trường. Điều này được minh họa một cách cụ thể đối với sự sinh trưởng
của Salmonella typhimurium (thí nghiệm bởi Schaechter và cs, 1958). Họ đã sử
dụng 22 môi trường có thành phần khác nhau và nhận thấy các tốc độ sinh trưởng
khác nhau ở các môi trường trong các điều kiện dư thừa các chất dinh dưỡng. Kết
quả cho thấy chất lượng các tiền chất đưa vào môi trường khoáng cho phép điều
chỉnh tốc độ sinh trưởng một cách rõ ràng nhất.