深冷處理設備能有效提高黑色金屬、有色金屬、金屬合金、碳化物、塑料（含尼龍、特氟龍）、硅酸鹽等材料的力學性能和使用壽命，穩定尺寸，提高均勻性，減少變形，操作方便，工件無損傷，無污染，成本低。
根據深冷處理的不同使用方法，低溫處理可分為液態法和氣態法，但前者因其冷卻溫度高（-150℃）和熱沖擊，容易導致一些脆性零件斷裂而得到廣泛應用，氣相法冷卻溫度低（196℃，無熱震），應用不廣泛。
低溫處理機理尚處于初步研究階段。相對而言，對黑色金屬（鋼鐵）的深冷機理研究比較清楚，而對有色金屬等材料的深冷機理研究較少，也不是很清楚。現有的機理分析主要采用鋼材料。
黑色合金(鋼鐵)的深冷機理
深冷處理設備從馬氏體中析出超細碳化物，從而彌散強化這一點得到了幾乎所有研究的證實，主要原因為馬氏體經-196℃深冷，由于體積收縮，Fe的晶格。
常數有縮小的趨勢，從而加強了碳原子析出的驅動力，但由于低溫下的擴散更為困難，擴散距離更短，于是在馬氏體的基體上析出了大量的彌散的超微細碳化物。
關于深冷處理對非晶合金性能的影響，研究發現深冷處理可以改善該非晶材料的耐磨性和力學性能。從而促進了非磁性元素的表面沉積，發生類似于結晶時的結構松弛的結構轉變。
深冷處理設備可以使組織明顯細化，且在兩種合金的交界處有相互滲析的現象，兩種合金表面還有大量的顆粒析出，類似于高速鋼深冷處理后在晶界及基體表面析出碳化物的現象。另外經深冷處理后的該真空觸頭材料的抗電蝕性得到了改善。
