超低溫深冷箱通過制冷系統來降低內部空間的溫度。通常采用制冰機制造出寒冷環境，其中液態氮是常見的工作流體之一。壓縮機將高壓氣體轉化為高壓高溫蒸汽；然后經過換熱器散熱，使蒸汽變成高壓液體；接著進入節流閥，在此處快速放松并變成溴汽；最后通過外部盤管散發余熱完成整個循環。
在科學研究和實驗中，往往需要對樣品進行低溫處理，以探索其性質和反應。而超低溫深冷箱正是實驗室中的一項重要設備，可以提供極低的溫度條件，并確保樣品在長時間儲存或操作過程中不受損壞。
超低溫深冷箱也稱深冷處理超低溫冰箱，是指以混合工質為制冷劑，在低于-130℃的溫度對工件進行處理的深冷處理箱。能在不降低工件強度與硬度的情況下，顯著提高工件的韌性。可有效提高鋼鐵材料、非鐵金屬及復合材料的力學性能和使用壽命，穩定尺寸，改善均勻性，減小變形，而且操作簡便，不破壞工件，無污染，成本低，具有積極的應用前景和發展空間。
設備主要是針對金屬材料的低溫處理、低溫回火和時效/應力釋放或樣品冷凍需要的不同降溫速率要求等而研制的。當金屬在熱處理加硬至冷卻過程中，其中的合金與碳產生溶解并結合及擴散形成奧氏體，在冷卻過程時，由于低溫產生壓制而形成馬氏體，而由于馬氏體的轉變點非常低，因此淬火冷卻到室溫會殘留大量奧氏體，因而降低金屬的硬度、耐磨性和使用壽命，同時因為奧氏體的不穩定易發生組織轉變而導致的體積變化，造成金屬碎裂，再者，還有許多物理性能特別是熱性能和磁性下降。
其通常采用機械方法，如用單機自復疊制冷技術可得低達-150的低溫，金屬行業的深冷技術是指將黑色金屬、有色金屬、高聚物、硬質合金等等材料在深冷溫度下保溫，使其發生在常溫以及熱處理過程中不曾發生過的內部結構變化，導致宏觀性能的變化。冷裝配是利用制冷介質對需裝入基孔內的零件先進行冷卻，使其外形尺寸收縮，從而產生裝配間隙，以便于零件輕松裝配的一種裝配方法。
超低溫深冷箱是在各種低溫裝配中使用，精密裝配中使用比較多，那么，在安裝的時候要注意其安裝技巧以及注意事項，避免使用不當造成設備故障。
1.在安裝的時候，要注意對于間隙配合的軸承圈，建議在配合面涂一層薄薄的防蠕動腐蝕劑，以防配合面之間產生摩擦腐蝕。
2.安裝時對軸承施加的作用力，不可通過滾動體從一個軸承圈傳遞到另一個軸承圈，否則可能會對滾道造成損壞。但在任何情況下，都不可以直接敲擊軸承圈、保持架、滾動體或密封件。
3.裝偏心套，先將偏心套套在軸承內套的偏心臺階上，并用手順軸的旋轉方向擰緊，然后再將小鐵棍插入或頂住偏心套上的沉孔。用手錘順軸的旋轉方向敲擊小鐵棍，使偏心套安裝牢固，鎖緊偏心套上的內六角螺釘。
4.超低溫深冷箱固定軸承座的螺栓先不要擰緊，要讓軸承外套在軸承座內能轉動。再將軸承座螺栓緊固好。同樣裝好同一根軸上的另一端軸承和座，將軸轉動幾圈，讓軸承本身自動找正位置后。在軸承座與軸承配合面涂潤滑油，把進口軸承裝入軸承座內。然后將裝配好的軸承與軸承座一起套在軸上，推至所需位置處進行安裝。
應用場景：
1. 生物學研究：生物樣品保存是生物學研究中非常重要的一環。可以為細胞、組織樣本提供低溫儲存條件，并確保其完整性和活力。此外，在蛋白質結晶實驗中也需要非常低的溫度來促進結晶產率和質量。
2. 材料科學：在材料研究領域具有重要作用。例如，對于高分子材料的合成和改性，通常需要在低的溫度下進行以控制反應速率和產物特性。
3. 食品加工：可用于食品加工過程中的快速凍結。通過將食品迅速降至低溫度，可以有效地防止微生物生長并延長食品的保鮮期。
4. 科學研究與創新：對于一些需要極端條件下進行實驗或測試的研究項目，如超導電性、半導體器件等。
