所谓无菌动物，就是指不能检出任何活的微生物和寄生虫的动物。从微生物学的观点看，通常实验动物的体内和体外带有寄生虫，体内还常带有细菌和病毒，而且还都难于排除某些潜在的传染病。此外，普通实验动物的血清中含有抗体。所以用并存普通动物进行医学科学研究，将会存在各种各样的干扰，实验结果往往不确切。使用无菌动物作实验就可以克服普通实验所存在缺点，使实验结果正确可靠。
无菌动物是在无菌屏障系统中，剖腹取出胎儿，饲养繁育在无菌隔离器中，饲料、饮水经过消毒，定期检验，证明动物体内外均无一切微生物和寄生虫（包括大部分病毒）的动物。无菌动物的“菌”主要是指细菌，而严格来说，还包括真菌、立克次氏体、支原体和病毒等微生物及各种寄生虫。而所谓“无”却不是绝对的，不过是根据现有的科学知识和检查方法在一定时期内不能检出已知的微生物和寄生虫而已。随着科学技术的发展，现在认为是无菌的动物或许将来可以检出微生物和寄生虫而不是无菌动物，因为这个“无”是相对而言的。到目前为至，尚未确立无菌动物的微生物检定法，因此，研究者的检定方法各式各样，其中病毒和立克氏体的检查尚有相当多的问题。例如，在无菌动物中供实验室使用最多的无菌小鼠，用电子显微镜检查证明，胸腺细胞中仍有存在白血病病毒的例子，因而，现在的所谓无菌动物，指动物体内外未能检出细菌、真菌、原虫、内外寄生虫的动物较妥当。
用大量抗菌素也可以使普通动物暂时无菌，但是这种动物不是无菌动物。因为这种无菌状态往往是一过性的，某些残存的细菌在适当的条件下又会在体内增殖；即使能把体内细菌全部杀死，它们给动物造成的影响却是无法消除的，例如：特异性抗体的存在、网状内皮肤系统的活化、某些组织或器官的病理变化等。因此，无菌动物必须是生来就无菌的动物。
按对微生物的控制的程度，可以将实验动物分为四类：即（１）无菌动物（Germ Free,GF）；（２）悉生动物或已知菌动物（Gnotobiotics,GN）；（３）无特定病原体动物（Specific Pathogen Free,SPF）；（４）通常动物（Conventional,CV）。无菌动物和悉生动物饲养于隔离器中（隔离系统），无特殊病原体动物饲养于屏障系统，通常动物饲养于开放系统。
通常动物是在开放系统条件下饲养的，都受到自然界中微生物和寄生虫的侵袭，一般都带细菌、病毒和寄生虫。有的动物外观看起来健康，其实都隐藏着某些疾病或有微生物与寄生虫的感染。因此用通常动物进行实验敏感性差、反应性不一致，实验结果缺乏再现性。要提高动物实验的准确性，就必须对实验动物在遗传和微生物两个方面加以控制，培养出标准的合格动物，才能使实验结果正确可靠，达到反应均一性和重复性。采用兄妹间近亲交配殖繁20代以上所培育的近交系动物，遗传均一、个体差异小、实验结果比较准确。但是只从遗传上加以控制，如不进行微生物控制，没有排除自然感染的微生物和寄生虫的影响，实验结果仍可能不准确。因此，在精度要求高的实验中，无菌动物、悉生动物和无特殊病原体动物就成了理想的实验动物。
