液氮为-196℃以下的超低温制冷剂，因为其气态体积小、热容量大、换热速率快等特性，可以通过液氮的蒸发吸收样品的热量来实现深冷处理。利用液氮的低温特性进行物品或测试样本的深冷处理的仪器设备。通常使用时会先将待处理的样品放置在低温环境中，再通过不同方式降低整个系统的温度达到处理效果。通常由内部与外部两个主要区域构成。内部空间主要用于存放待处理的标本或者设备，而外部空间则负责产生和维持超低温服务环境。
 

　　液氮深冷箱主要通过如下几个步骤完成样品的深冷处理：
 

　　(1)样品预冷升降：将样品先从室温逐渐冷却到接近液氮温度，并纵向移动到液氮池内。
 

　　(2)液氮加注：打开存放液氮的容器阀门，依据操作要求倾倒合适量的液氮进入样品放置区。
 

　　(3)液氮充填：温度控制装置指挥夹持装置将样品与液氮池分离，然后通过纵向移动装置将空隙充填至上下等高，以确保样品表面接触到液氮并可以深冷处理。
 

　　(4)深冷处理：待样品与液氮达到热平衡后，由恒温控制器设定所需方法的深冷温度，其经由制冷系统和换热系统取得超低温环境，使部件和配件达到需要的温度范围。
 

　　(5)退出处理：样品处理完成后，打开液氮池气嘴，直接泄出剩余的液氮池内液体，使用提手将样品从设计空间取出。
 

　　液氮深冷箱在各种实验操作中都具有非常重要的作用。例如学、生物学、电子学等领域中对于某些物质或细胞的特定结构和功能进行研究时，需要采用超低温的方式，来保证样品不受影响并保持原有特性。此外，在金属淬火等领域，液氮深冷箱也可以提高材料的硬度和强度。