生物学の実験では、細菌や菌類などの微生物、動物・植物・昆虫等の培養細胞、あるいはウイルスなどの「生きた」材料を実験的に培養して利用することがある。この際、これらの生物材料のみを単独で実験対象と用いた結果を得る必要があるため、これらの材料は通常、他の生物などの混入がない状態で（その培地中には、その生物材料以外に生きたものが含まれない状態で）培養される。これを純粋培養、あるいは純培養と呼ぶ。純粋培養を行うためには、全ての培地や培養器具をあらかじめ滅菌して、生物を全く含まない状態にした上で、実験中に空気中や、滅菌されていない器具、あるいは実験者の手指などから雑菌が混入しないようにして操作する必要がある。このような実験手技を無菌操作と呼ぶ。無菌操作を正しく行うことが出来なかった場合、培地には雑菌が混入して増殖するため、本来計画していた実験を正しく行うことができなくなり、仮に何らかの実験結果が得られたとしても信頼できない結果となるため、実験は失敗に終わる。このような事態を避けるため、必要とされる実験では無菌操作を正しく行うことが重要である。無菌操作を行うためにはクリーンベンチがしばしば用いられる。また万一、雑菌が混入しても増殖しないよう、用いる生物材料によっては、培地に抗生物質や抗真菌剤を添加して用いる場合もある。
万一侵入された場合、これを取り除く方法があればよいが、なかなか困難である。この点で液体培地と固形培地では大きな差がある。歴史的には液体培地が古いが、これに雑菌が侵入した場合、培養菌と混合してしまうため、取り除くことはほとんど不可能で、改めて純粋培養をし直すような操作が必要になる。しかし、固形培地の場合、コンタミはうまくいけば培地表面に小さな塊を作るから、早い時期なら除去するのは可能である。コッホはこの方法を採用したためにパスツールに大きく差をつけた面がある。ただし、固形培地であっても運動性のある微生物が侵入すればそうはいかず、いずれにせよ、まず侵入させない工夫が大事である。
バイオハザード.