按照培养基原料的来源不同，发酵培养基可分成天然培养基、合成培养基和半合成培养基。

1.天然培养基

天然培养基含有化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物，也称非化学限定培养基。天然有机物主要是一些动、植物组织或微生物的浸出物、水解液等。常用的天然有机营养物质包括牛肉浸膏、蛋白胨、酵母浸膏、豆芽汁、玉米粉、土壤浸液、麸皮、牛奶、血清、稻草浸汁、羽毛浸汁、胡萝卜汁、椰子汁等。常用的牛肉膏蛋白胨培养基、麦芽汁培养基以及基因克隆技术中常用的LB培养基都属于天然培养基，这类培养基的优点在于营养丰富，价格低廉，取材方便，适用范围广，所以常被采用；但天然培养基同时也存在原料质量不稳定、批次间差异大、不利于发酵控制等缺点。

2.合成培养基

合成培养基是由化学成分完全了解、稳定的化学物质配制而成的培养基，也称化学限定培养基。高氏Ⅰ号培养基和查氏培养基就属于此种类型。合成培养基中各成分含量完全清楚，使用该培养基的发酵便于控制，重复性强；但与天然培养基相比，其成本较高，营养单一，微生物在其中生长速率较慢，适用范围较窄，一般适于在实验室用来进行有关微生物营养需求、代谢、分类鉴定、生物量测定、菌种选育及遗传分析等方面的研究工作。

3.半合成培养基

半合成培养基是在合成培养基中加入某些天然成分的培养基。如培养真菌的pDA培养基就属于此种类型。实际发酵时，使用完全天然培养基和完全合成培养基的情况较少，多数情况是使用半合成培养基。