(1)冷凍時細胞內外冰晶形成和冰晶的機械損傷。冷凍後的融化，特別是緩慢自然融化可使細胞內的小冰晶聚集成大冰晶，使細胞遭到破壞。
(2)冷凍時細胞外液逐漸濃縮，引起細胞內外滲透壓差異，細胞內液外滲而致細胞脫水和皺縮。
(3)細胞脫水、皺縮又可使電解質濃度升高，酶的活力亦受冷凍干擾，促使細胞中毒和損傷。
(4)冷凍時細胞 PH值降低，偏酸性，加劇了蛋白質變性。
(5)冷凍能引起膜脂蛋白變性，從而使細胞膜破裂。
(6)對綜上所述，冷凍導致生物細胞死亡是多種因素的綜合結果。液氮是目前冷凍治療中應用最廣的冷凍劑，它沸點低(—196’C)，使用安全，來源廣泛。此外還有氧化亞氮、固態二氧化碳、氟里昂、高壓氧、液態氧、笑氣等也可做為醫用冷凍劑。臨床上用於治療腫瘤的冷凍機有液氮冷凍機、高壓氧氣“冷刀”、熱電致冷儀等。目前用於臨床的冷凍方法大致有5種：
(1)接觸冷凍：冷凍頭置於腫瘤表面輕輕加壓冷凍。
(2)插入冷凍：將針形冷凍頭插入腫瘤內，以達較深部位腫瘤的治療。
(3)漏斗灌入：如將液氮通過漏斗灌入癌腔。
(4)直接噴灑：如將液氮直接噴在病變區，適用於表面積大而高低不平的彌散性淺表腫瘤。
(5)棉拭子或棉球浸蘸法如血管瘤、乳頭狀瘤;白斑、疣等，選用相應大小的消毒棉籤，浸足液氮，即直立接觸病灶，由於冷凍範圍和深度易控制，愈
合後疤痕輕薄。
冷凍時間多取決於冷凍的方法和腫瘤的大小，一般為30秒至30分鐘，通常冷凍15分鐘可達到最大冷凍效應的80%一90%。
目前冷凍治療在臨床上主要用於皮膚、頭頸、五官、直腸、宮頸、膀胱和前列腺等淺表或易於直接接觸部位的腫瘤。近年來對肝、肺、腎、胰等內臟腫瘤的冷凍治療也在積極探索中。冷凍治療腫瘤的最顯著特點是能在特定區域內快速達到極度低溫，造成一個周界明確、範圍可預測的冷凍壞死區。冷凍治療的操作比較安全，簡便而無疼痛，禁忌症少，無出血或很少出血;冷凍後組織反應較輕，修復快，疤痕癒合良好，瘡面毋需植皮，很少遺留功能障礙。即使靠近腫瘤區的大血管和神經被冷凍，解凍後大血管常可以復通而不破裂，一定條件下大多無永久性神經麻痺。冷凍還可能產生免疫作用，以及通過冷凍防止手術中癌細胞的擴散，冷凍治療淺表腫瘤，不僅能消滅瘤體而且能最大程度地保持組織外形和器官功能。對於手術不能達到的部位，或放射、手術和藥物治療均告失敗的惡性腫瘤，冷凍可做首選療法，對複發性癌，作為綜合治療方法之—，冷凍能改善症狀和減輕病人的痛苦。
冷凍治療屬局部治療，有其一定的侷限性。對腫瘤的治療僅是局部的，而不是區域性的(包括淋巴系統在內)消滅腫瘤。冷凍對某些惡性腫瘤的破壞能力也尚有疑問。另外冷凍治療儀也需要不斷改進。儘管冷凍治療技術還需進—步完善，但冷凍治療作為—門具有許多獨持性能的外科技術，在腫瘤治療中將有其廣闊的發展前景。
