超低温一般泛指－80℃以下的温度。当物质经分物质的结构会发生不可逆变化；而另一些物质的结构将会发生可逆变化，物质的性质不发生改变。利用这一特性，可在超低温条件下对生物体进行长期保存，并在一定条件下使其复苏；或是使细胞在超低温条件下发生不可逆的死亡，达到治疗某些疾病的目的；在材料处理工艺上，一些材料通过超低温处理后，它们的综合性能会得到显著提高，超低温技术已在生物、学、材料等学科中获得广泛应用。
根据获取方式的不同，获得超低温的方法有机械制冷和低温液体制冷两种。利用低温液体制冷是较为普遍的一种制冷方式，其优点在于降温速度快，方法简便，且价格便宜，但是其降温速度不易控制，剧烈的温度变化会导致材料内部产生应力等缺点，从而限制了其应用范围，并且需要定时定量灌注液氮，维护比较麻烦。由于液氮（N2）的标准沸点为－195．8℃，而且无色无味，化学性质不活泼，无毒性，使用安全，是低温液体制冷技术中常用的制冷剂。
液氮罐因其操作简便、体积小、成本低，是一种用于短期超低温制冷的较理想装置。液氮罐是一个圆柱形容器，其外壁与内壁间抽真空并填充绝热材料以隔绝热交换。往罐内灌入部分液氮后，罐内的上部空间便充满低温氮气。尽管封闭罐口后，液氮罐与外部环境之间仍可能存在一定的热交换。因此液氮制冷更适合一些需要短期快速降温保存的物品。
超低温用冰箱属于机械制冷典型的一类，其特点是储存空间大、结构紧凑、操作简便。可以控制温度范围，而且目前商用深冷冰箱的温度也能够到－150℃。缺点是深冷冰箱从常温降到低温时间较长通常需要6小时到9小时。因此深冷冰箱适合用于长期保存的物品储存。由于具备安全监控报警等功能，在长期保存上比液氮罐保存具有更高的安全性和人工智能性。
由于两者互有优缺点。现在很多科学实验室把这两种制冷方法的优点利用起来。充分利用液氮罐快速降温的特性将物品降温后，放置到深冷冰箱里面长期保存。并且针对深冷冰箱可能存在的不稳定运行的风险，在深冷冰箱配套了液氮后备制冷系统。万一出现断电等意外，可以迅速充入液氮短时间内代替压缩机制冷以保证物品储存条件。
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