Para conseguir temperaturas de congelación se necesitan técnicas sofisticadas. En la mayoría de los casos, se utilizan cuatro métodos diferentes para generar temperaturas criogénicas:
1. Conducción térmica
La conducción térmica es quizá el método más conocido. Al poner en contacto dos productos o materiales, el calor se transfiere del producto más caliente al más frío. El mismo principio se aplica a las temperaturas criogénicas. El frío extremo se transmite poniendo en contacto un gas, un líquido o un sólido con un líquido criogénico. El gas, el líquido o el sólido, como resultado, también alcanza la temperatura criogénica deseada.
2. Enfriamiento por evaporación
Los átomos o moléculas tienen menos energía en forma líquida que en forma gaseosa. Durante la evaporación de un producto líquido, los átomos o moléculas de la superficie reciben suficiente energía del líquido circundante para convertirse a su estado gaseoso. Por el contrario, el líquido restante retiene menos energía, lo que lo hace más frío. Así, induciendo un proceso de evaporación, se puede lograr el enfriamiento de un líquido.
3. Enfriamiento por expansión rápida
Un tercer método es el uso del efecto Joule-Thompson. Se trata de enfriar los gases mediante una expansión brusca del volumen o una caída de presión igualmente rápida. Este método se utiliza mucho en la licuefacción del hidrógeno y del helio.
4. Desmagnetización adiabática
El cuarto y último método se utiliza principalmente en el enfriamiento del helio líquido e implica la utilización de sales paramagnéticas para absorber el calor. Las sales paramagnéticas pueden considerarse como un gran número de pequeños imanes que, cuando se colocan en un campo magnético fuerte y se procesan con un electroimán, generan o utilizan energía. Al absorber la energía con estos materiales de un gas, éste se enfría cada vez más.