程序降溫儀是實現生物樣本低溫凍存的關鍵設備。在常溫樣本需要向液氮低溫環境轉移時，可以介導生物樣本的降溫過程。廣泛應用在干細胞移植、臍血凍存、眼角膜、心臟瓣膜、皮膚等器官組織的低溫保存等領域，并正在向低溫材料學科和農牧領域擴展。
樣品凍存過程中，降溫速率是影響細胞復蘇活性的關鍵因素：過快/過慢都會對細胞造成損傷以致影響復蘇活性。降溫速度過快時，細胞內的水迅速結晶，冰晶會對細胞造成內部損傷；如果降溫速度過慢，細胞外的水先結冰，會在細胞內外產生滲透壓，會造成細胞脫水，降低細胞復蘇率。
但這些問題，可通過程序降溫儀對降溫速率的“精細控制”輕松解決——降溫的不同階段，采用不同的降溫速率，可有效減少細胞損傷，提高復蘇率。一般為“先慢凍，后快凍”。
目前市面上常用的程序降溫儀工作原理是：通過微處理器控制系統和電磁閥，控制噴入腔體中的液氮量來精確控制降溫速率。其優點是：控溫精確，受外界環境影響小。尤其是處理大體積樣本時，快速噴入的大量液氮更易帶走樣本中的潛熱，從而快速降溫，保證更好的樣本復蘇活性。
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