造血干细胞和祖细胞无特定的形态特征，因而不能用一般方法识别它们。在体外如有合适的条件培养液，特异性的刺激因子、温度、湿度等条件，造血祖细胞可以生存并增殖分化形成一个子细胞集落，从所形成集落的数量和形态可反映该祖细胞的数量和增殖分化潜能。每一个祖细胞称一个集落形成单位。目前可以测定的有CFU-GEMM、CFU-L、CFU-G、CFU-M、CFU-Meg、CFU-E、早期红系造血祖细胞（BFU-E）、纤维母细胞祖细胞（CFU-F）、和白血病祖细胞（CFU-Leu）。
造血细胞培养技术的临床应用可归纳为以下几方面：
1、协助诊断各种血液病  如在再生障碍性贫血中多数患者的骨髓和外周血中的CFU-GM、CFU-E、BFU-E均明显降低；而在慢性粒细胞白血病中则可比正常高10倍至50倍左右；在急性白血病中除粒系、红系集落明显减少外，多数仅能形成集簇。祖细胞培养对探讨疾病的发病机制及判断预后也有一定帮助，如再生障碍性贫血中用不同细胞和血清成分的组合培养，可以将该病分为造血干细胞缺乏、体液调节因子异常和微环境缺陷等不同类型。
2、测定血清中是否存在刺激或抑制造血的活性物质，或测定是否有抑制性细胞成分，可用正常骨髓细胞加入待测的血清或提纯的某种成分后进行培养，也可将待测细胞与正常细胞混合培养观察集落形成的变化。
3、研究药物对造血细胞的作用  在培养体系中加入一定量的待测药物，观察药物对造血祖细胞的影响。