智能發酵罐多數生物反應體系在運行期間需要冷卻，就地滅菌后的培養基更要求快速冷卻。對智能發酵罐通常采用罐內安裝的冷卻盤管或采用夾套式發酵罐進行溫度控制，智能發酵罐熱交換器多采用夾套作為換熱裝置。對智能發酵罐，盤管的冷卻效率要遠高于夾套，而且傳熱面積可以根據需要設計，但它要占用反應器空間，并使反應器清洗和滅菌更加困難。為了強化傳熱，智能發酵罐夾套可以設計成蜂窩狀以增加冷卻介質的流速，這樣可以彌補傳熱面積不足的限制。
有時細胞培養的開始階段和結束階段由于細胞發生的代謝熱缺乏以維持生物反應器內的最適溫度，需要通過熱交換器加熱。大型發酵罐培養基的就地滅菌一般采用直接向反應器中通入高壓水蒸汽的方法實現快速加熱，智能發酵罐則通常采用夾套加熱或電加熱，細胞生長都有最適pH值，因此需要對培養介質的pH進行檢測和控制，pH控制系統包括pH電極、酸及堿儲罐、耐酸或堿的管道和泵及相應的控制系統組成。
智能發酵罐根據不同生物反應體系的實際需要，可以只加酸或加堿系統，也可以兩者都具備。流加培養時，通過碳源或/和氮源的補料也能起到調節pH作用。溶氧是好氧發酵體系最重要的參數之一，保守的智能發酵罐只是簡單地通過人工調節空氣流量來實現溶氧控制，可滅菌的溶氧電極改變了這種情況，使溶解氧濃度也可以實現在線檢測和控制，為及時了解智能發酵罐發酵過程的進程及提高產物產量發明了條件。
智能發酵罐可在線分析尾氣中的氧及二氧化碳濃度，以協助判斷發酵的過程的正常與否，對發酵動力學及代謝流分析等都很有幫助。有些智能發酵罐發酵過程是微好氧過程，要求反應體系堅持很低的溶氧值;還有一些高好氧過程的氧消耗速率很快，造成發酵液中的溶解氧濃度很低，這些過低的溶氧值都可能是溶氧電極無法精確丈量的這種情況就需要裝置氧化還原電極以檢測細胞培養的正常與否。