生物样本库是标准化搜集处理、储存和分发健康和疾病生物体的生物大分子、细胞、组织和器官等样本，以及相关的个体生理及病理信息的系统。目前主要是人体样本的搜集储存，包括核酸、蛋白、细胞、血液及其分离成分、尿液、唾液、毛发、精液、卵子、受精卵、卵巢组织、睾丸组织、胎盘、脐带、胸腺、脂肪、皮肤、骨髓、角膜、血管、心脏瓣膜、肌腱、骨骼、脑组织、各种来源的肿瘤组织以及一些体积较大结构相对完整的器官。2007年全美组织库产品使用量达到150万件，为病理研究和临床应用提供了有力的支持。随着样本分析技术和医学水平的进一步提高，生物样本库的价值在未来将会进一步体现。
早期的样本库是随着上世纪中叶随着冻存理论和技术的发展而出现的，比如1949年George Hyatt创建美国海军组织库和1952年捷克斯洛伐克的R. Klen建立的University Hospital Hradec Kralove的组织库。自上世纪八十年代基于冻存技术的进一步提升及基础研究和临床应用的要求，生物样本库得到了较快的发展。1999年成立的英国的UK Biobank是目前比较大的样本库，到2010年底已经入库了50万人共1500万份的血液和尿液样本。除了单个储存机构，样本库也在朝着网络化发展，样本分散储存在多个加盟单位，而信息统一管理，通过网络方便查询，使生物信息自愿利用率大为提高。例如1987年成立的美国国家癌症研究所的Cooperative Human Tissue Network （CHTN）和拥有30多个成员过和280多个加盟单位的欧洲Biobanking and Biomolecular Resources Research Infrastructure(BBMRI)/ pan-Europe。在北美、欧洲等地还出现了一些全国性的样本库联合会以规范和协调样本库的技术、发展和成员单位间的相互合作，比如America Association of Tissue Banks、British Association for Tissue Banking等为代表的全国性样本库联合会，以规范样本库技术、协调成员单位间的相互合作，促进行业发展。
中国的生物样本库起步较晚，发展却十分迅速，除了政策和资金的支持，人口和疾病样本的充裕也是关键的因素。自上世纪九十年代，在中国相继出现了一些比较有影响的样本库，比如1996年建立的北京大学临床肿瘤学院肿瘤组织库、2004年天津大学附属肿瘤医院与美国癌症研究基金会（NFCR）联合建立的肿瘤组织库、湘雅医院等医院的精子库、天津脐血库等各地的干细胞库等。但从整个行业来看，在一些理论技术的培训普及和产品的操作使用上还存在不够规范的地方，有待进一步的完善。
除了储存的样本有较大差异外，各类的样本库在要保护不同生物样本的成份上也有重要的区别，需要采用不同储存温度及冷冻技术，其所需设备和耗材的显著差别。有些冻存组织只是为了将来检测生物大分子做蛋白组和基因组的基础研究，对储存温度、冷冻技术和设备耗材的要求就相对比较低一些。但有些组织库是为了保护细胞的活性，或是保护组织和器官的活性以做临床应用，对于此类样本的储存温度、冷冻技术以及设备耗材的要求就更为严格。
形态各异的样本对冻存技术和设备耗材提出不同的要求。对于液态或乳状的样本（比如全血、精液、脂肪破碎液、骨髓），目前已有相对成熟的技术可以长期保持其中细胞的活性。对于大部分片层组织（如皮肤、角膜、心脏瓣膜）和小颗粒状（<1mm3）的悬浮组织，也可保持大部分细胞活性的。但对于块状的组织，只能保持大部分生物大分子的活性，而细胞和组织的活性还缺乏成熟的办法保持。更为复杂的组织和器官生理功能的保存技术目前还处于研究阶段，有一些成功例子的研究报告，但只局限于某些组织在特定的条件下冻存和复苏，至今还没有可以普遍推广使用的成熟技术。
另外样本要求储存时间的长短也会对储存技术和设备耗材的选择产生影响。
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