程序降温仪是把生物样品在 降温冷冻过程中，当由液态向固态变化的相变期内会释放一定热量，使其温度回升， 不控制降温速率的冷冻过程将会导致***细胞。准确地测定生物样品的相变点， 用微机编制降温程序，以便在样品相变时加大液氮输入量，克服相变样品温度的回 升，使细胞安全而迅速地度过相变期，这是提高被冻样品成活率的关键环节。

低温为什么可以进行生物样品的保存？主要是因为：水份是生物样品里的主要成份，而在深低温，即温度低于-８0℃，水存在晶体状态和玻璃态２种物理方式。而从热力学角度分析，水的这２种状态的水分子都具有很高的粘度，并且几乎不会扩展。水的这个在深低温下几乎不会扩散的特性为生物样品的低温保存提供了可能。深低温状态下水存在的晶体状态和玻璃态２种状态，低温保存也同样分为慢速降温和快速降温（玻璃化）２种方式。

在细胞冻存的过程中，液态水转化为冰，细胞代谢停止。同时，水分也随之散失，导致细胞内盐、代谢物浓度改变，进而造成渗透压失衡，直接影响冻存细胞的复苏。同时，冷冻速率太快或太慢，容易导致细胞内水分丧失或形成大冰晶，都不利于细胞存活。通过使用程控降温仪，选择合适的冻存液，设定合适的升降温速率，可有效地克服上述不利因素。实践证明，（经温度补尝后）每分钟1-3℃的冷冻速率可大大提高冻存细胞的存活率。