سلول‌ها در محیط فیزیولوژیکی خود معمولاً با عوامل خارج سلولی در سه بعد تعامل دارند (3D). ماتریکس خارج سلولی (ECM) فرمول پیچیده ای از پلیمرهای بیولوژیکی متشکل از پپتیدها، پلی ساکاریدها، پروتئین ها، آنزیم ها و مولکول های سیگنال دهی است که در خارج از سلول ها قرار دارند. فعل و انفعالات بین سلول ها و ECM اطراف آنها نشانه هایی را ارائه می دهد که می تواند بر پلاریزاسیون سلولی، شکل، تحرک، تمایز و بسیاری از فنوتیپ های دیگر تأثیر بگذارد. کشت سلولی سنتی روی یک بستر دوبعدی (2 بعدی)، معمولاً پلی استایرن یا شیشه انجام می‌شود، و سلول‌هایی که به این روش رشد می‌کنند اغلب به طور کامل بسیاری از فنوتیپ‌های مشاهده‌شده توسط همان انواع سلول را در داخل بدن خلاصه نمی‌کنند. یکی از روش‌های ساخت سلول‌های کشت‌شده در شرایط آزمایشگاهی بیشتر به نوع بافت فیزیولوژیکی مربوطه خود، جاسازی و کشت سلول‌ها در یک هیدروژل سه بعدی است که ECM فیزیولوژیکی را تقلید می‌کند. این استراتژی زیرمجموعه ای از رویکرد بزرگتر کشت سلول ها در سه بعدی است که معمولاً به عنوان کشت سلولی سه بعدی شناخته می شود.