低溫一般是指0℃左右，深低溫一般指低于-80℃以下，在低溫環境中，生物體的新陳代謝會隨著溫度的降低而延緩。在0℃以上時，這種延緩是可逆的，隨著溫度升高，新陳代謝還回逐步恢復，但降至0℃以下時，這種延緩會受到不可逆的損傷。因為新陳代謝一般發生在水溶液或和水溶液之上進行，而冰點以下的水會形成硬度較高的冰晶，并且會使細胞內的水分丟失而形成細胞脫水。

所以不同的細胞要求利用不同的降溫程序，一些復雜的細胞還需要多段降溫。降溫方法多樣，例如利用冰箱進行兩步法降溫，和利用液氮容器內氣象區的溫度梯度手控降溫。

在設計和選用降溫儀時需要全面考慮到產品需求，例如數量、形狀等，同時需要考慮降溫儀的降溫速率、溫控范圍等，另外還要考慮到經濟性和實用性，綜合評價下選用合適的方案。

（1）工作溫度范圍：一般情況下降溫儀的溫控范圍是室溫至-60℃，最適溫度則根據實際工作需要決定。

（2）溫控速率：經過數十年的反復研究，學者們發現越低的降溫速率越能實現對于復雜結構的細胞降溫需求，而所謂的“超慢速冷卻"則需要降溫儀能夠達到0.001℃/min的速度。另外個別需要急速冷凍的工作需要，則可以直接選擇液氮冷凍的方式進行。

（3）控制精度：降溫過程中的控制精度包括兩個方面：降溫速率的精度控制和溫度值的精度控制。實踐中認為誤差在5%之內是可以被接受的。嚴格來說，一般控制在±0.2℃的精度控制內是可以被允許的。

（4）冷源的選擇：在實際工作中，一般情況下使用價格較低的固態二氧化碳和液氮用來作為冷源。當華點高于-78℃時，一般選用固態二氧化碳，而需要更低溫度時則選用液氮，目前大多數降溫儀選用的冷源是液氮。