生物样本大都对温度极其敏感，尤其是细胞样本、制品。随着细胞的快速发展，细胞冷冻技术及效果变得更加重要。现在也有一些冷冻降温是通过高溶度的冻存保护剂保障活率，大剂量的冻存保护剂往往对细胞、回输受体***，如何安全有效的提高细胞及制剂的冷冻效果，是一个重要步骤。生物样品的成功冻存不仅取决于合适的冷冻保护剂，更取决于冷冻的速率、的温度控制和合理的温度梯度（40℃~80℃）。

程序降温仪其主要功能是：可以根据各种被冻存样品不同的需求，选择一种适合的降温速度进行冷冻。从而使被冻样品的复苏成活率得到很大的提升。由于智能程序降温仪的使用很灵活简便,该仪器特别适用于：探索和优化各种被冻样品的冻存方案。上位机软件按照用户的编程，计算出当前的目标温度与实测温度的偏差值，用比例、微分、积分算法算出控制量。通过PDI输出电路去控制电磁阀的开关。当电磁阀开通时，液氮喷入冷冻室，风扇使液氮雾化并均匀地在箱内循环。改变电磁阀的开关频率，就控制了箱内的降温速度

目前市面上常用的程序降温仪工作原理是：通过微处理器控制系统和电磁阀，控制喷入腔体中的液氮量来控制降温速率。其优点是：控温，受外界环境影响小。尤其是处理大体积样本时，快速喷入的大量液氮更易带走样本中的潜热，从而快速降温，保证更好的样本复苏活性。样品在相变过程中(液态->固态)会释放大量潜热。当潜热点出现，冻存液开始结冰时，样本开始释放热量，温度可能反而会上升。此时，就需要向腔体内迅速喷入大量液氮，从而快速降温，拉大温差，带走热量，使得生物样本迅速越过相变期。