Nhược điểm chính của các nghiên cứu thực nghiệm "in vitro" có thể là một thách thức để ngoại suy từ các kết quả của nghiên cứu in vitro ngược trở lại với tính sinh học của cơ thể nguyên vẹn. Các nhà nghiên cứu thực hiện công trình nghiên cứu thực nghiệm in vitro cần phải tránh giải thích quá mức về kết quả của mình, điều này có thể dẫn đến những kết luận sai lầm về hệ thống sinh học và sinh vật.[12]

Ví dụ, các nhà khoa học phát triển một loại virut mới để điều trị nhiễm virut gây bệnh (ví dụ HIV-1) có thể thấy rằng một loại thuốc thử nghiệm có chức năng ngăn ngừa sự nhân lên của virut trong môi trường in vitro (thường là nuôi cấy tế bào). Tuy nhiên, trước khi thuốc này được sử dụng rộng rãi ở bệnh viện, nó phải trải qua một loạt các thử nghiệm "in vivo" để xác định độ an toàn và hiệu quả với các cá thể sống (thường là chuỗi liên tiếp thử nghiệm trên các động vật nhỏ, linh trưởng và cuối cùng là trên cơ thể người). Thông thường, hầu hết các thuốc thí nghiệm có hiệu quả trong ống nghiệm chứng minh là không có hiệu quả khi nghiên cứu "in vivo" vì các vấn đề liên quan đến việc phân phối thuốc đến các mô bị ảnh hưởng, độc tính đối với các bộ phận thiết yếu của cơ thể không được miêu tả trong các nghiên cứu "in vitro" ban đầu hoặc các vấn đề khác.[13]