Ví dụ về các nghiên cứu in vitro bao gồm: sự cô lập, tăng trưởng và nhận dạng các tế bào có nguồn gốc từ các sinh vật đa bào trong (nuôi cấy tế bào hoặc tế bào); các thành phần tế bào dưới (ví dụ: ty thể hoặc ribosome); chiết xuất tế bào hoặc dưới tế bào (ví dụ chiết xuất mầm lúa mì hoặc tế bào lưới), tinh khiết các phân tử như protein, DNA hoặc RNA; và sản xuất thương mại như thuốc kháng sinh và các sản phẩm dược phẩm khác. Virus, mà chỉ tái tạo trong các tế bào sống, được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về nuôi cấy tế bào hoặc mô. Và nhiều nhà nghiên cứu virus sinh vật tham khảo những nghiên cứu như in vitro để phân biệt nó với các nghiên cứu in vivo trên toàn bộ sinh vật.

• Phản ứng chuỗi polymerase là một phương pháp để nhân rộng chọn lọc các chuỗi ADN và RNA cụ thể trong ống nghiệm.
• Việc tinh sạch và sàng lọc protein bao gồm sự cô lập của một protein đặc biệt quan tâm từ một hỗn hợp các protein, thường được lấy từ các tế bào hoặc mô đã đồng nhất.
• Thụ tinh trong ống nghiệm được sử dụng cho phép tinh trùng thụ tinh trứng trong một đĩa nuôi cấy trước khi cấy phôi thai hoặc phôi tạo ra phôi thai vào tử cung của người mẹ tương lai.
• Trong các chẩn đoán in vitro là một loạt các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm y tế và thú y được sử dụng để chẩn đoán bệnh và theo dõi tình trạng lâm sàng của bệnh nhân bằng cách sử dụng mẫu máu, tế bào hoặc các mô khác được lấy từ bệnh nhân.
• Thí nghiệm trong ống nghiệm đã được sử dụng để mô tả các quá trình hấp phụ, phân phối, trao đổi chất, và bài tiết chất gây nghiện hoặc các hoá chất chung trong cơ thể sống; Ví dụ, các thí nghiệm tế bào Caco-2 có thể được thực hiện để ước lượng sự hấp thu các hợp chất thông qua niêm mạc của đường tiêu hóa,[4] các phân vùng của các hợp chất giữa các cơ quan có thể được xác định để nghiên cứu cơ chế phân phối;[5] Có thể sử dụng nuôi cấy hoặc nuôi cấy các tế bào gan nguyên phát hoặc các tế bào giống tế bào gan (HepG2, HepaRG) để nghiên cứu và định lượng hóa sự trao đổi chất hóa học.[6] Các thông số quá trình ADME này sau đó có thể được tích hợp vào cái gọi là "mô hình dược động học dựa trên sinh lý học" hoặc PBPK.