Znanstveniki so preučevali številne možne učinke VF EMS na celične kulture (in-vitro). Večina opravljenih študij na izoliranih celicah in tkivih ni ponudila nikakršnih izsledkov o učinkih VF sevanj pri jakostih, ki so nižje od tistih, ki povzročijo učinek segrevanja. To velja tudi v primeru VF EMS mobilnih telefonov, ki delujejo v okviru priporočenih mejnih vrednosti, niso našli nobenih mehanizmov, ki bi lahko povzročali raka.
V zadnjih letih pa je bilo izvedenih precej in vitro študij, ki so preučevale tako učinek na DNK kot tudi na druge celične komponente in procese.
Ena od študij je pokazala, da je zaradi izpostavljenosti prišlo do večje stopnje poškodb DNK v povezovalnih celicah tkiv (fibroblasti), ne pa v belih krvničkah (limfocitih). Vendar pa je znanstvena veljavnost te študije nejasna, kar otežuje interpretacijo izsledkov.
Neka druga študija je zaznala spremembe v številu določenih kromosomov (manjkajoči ali dodatni kromosomi) v človeških belih krvničkah.
Študije drugih celičnih sestavin so prinesle različne rezultate, povezane s povečano aktivnostjo nekaterih encimov, prisotnostjo prostih radikalov začetkom propadanja celic. Vendar pa so študije med seboj neskladne, pomen opazovanih učinkov za zdravje pa ostaja nejasen.
Obstaja nekaj študij o netermičnih učinkih na celice kot posledici absorpcije VF EMS pri jakostih, pri katerih ne opazimo povišanja telesne temperature. Ti učinki vključujejo oksidativni stres, poškodbo spermijev, spremembe v možganski aktivnosti (EEG), apoptozo, poškodbo DNK, spremembe endokrinega sistema, spremembe v aktivnostih encimov ter spremembe mobilnosti ionov, ki so odgovorni za prenos informacij v celice tkiva (Pall 2018). Toda te raziskave imajo številne metodološke pomanjkljivosti, zato večine ni mogoče upoštevati pri izoblikovanju mejnih vrednosti, saj niso zdržale strogega znanstvenega preverjanja oziroma jih ni bilo mogoče neodvisno ponoviti in s tem potrditi v neodvisnem znanstvenem laboratoriju (Foster et al. 2019). Zato tudi znanstveno ne moremo trditi, da VF EMS pri izpostavljenostih pod mejnimi vrednostmi povzročajo te učinke in tako predstavljajo tveganje za človekovo zdravje. Ob tem moramo poudariti, da celo dokazan biološki učinek, ki bi ga zaznali pri izoliranih celicah zunaj človeškega telesa, še ne pomeni nujno dokaza o vplivu na zdravje človeka (SCENIHR 2015).
V splošnem lahko ugotovimo, da so raziskave vpliva VF EMS na rast celic v laboratoriju dale le malo uporabnih podatkov o vplivih na zdravje. To velja za primere, ko je bila izpostavljenost precej nižja od jakosti, potrebne za segrevanje tkiva. Nekatere študije so našle nekaj učinkov na DNK pri nivojih v bližini mejnih vrednosti, vendar pa študije med seboj niso skladne, pomen zabeleženih učinkov pa ostaja nejasen. Zato na podlagi obstoječih in vitro raziskav ne moremo sklepati, da VF EMS lahko poškodujejo celice pri jakostih, ki ne povzročajo zaznavnega dviga temperature (t.i. netermični učinki). Poleg tega in vitro študije genotoksičnosti niso ugotovile, da bi izpostavljenost VF EMS lahko poškodovala DNK.