在進行生物材料的低溫保存過程中，細胞不同要求的降溫程序也不同，在進行一些復雜的細胞降溫過程中，常常會要求降溫的程序分成很多部分進行，每個部分在冷卻的過程中冷卻的速度有很大的差別。在冷凍干燥的過程中，為了能夠滿足各種不容的材料如生物材料，藥物，食品等低溫的保存，通常會有很多種不同的降溫方法，有利用冰箱進行的兩步法降溫，利用液氮容器內氣相區別的溫度梯度，還有用手控制的方法進行降溫。
    以上無論是哪一種降溫方法，他們的共性就是設備簡單，操作起來方便容易上手，同時也存在著很大的缺陷，比如不能實現復雜的降溫程序。20世紀70年代以來，隨著訓計算機技術的發展，逐步研制成功了用計算機控制的程序降溫儀（programmable cooler，programmable freezer），它已經成為實現生物材料低溫保存技術的一個關鍵設備。根據降溫及控制原理的不同，目前較常用的降溫儀大致可以分成兩類：液氮噴射式降溫儀（spurttype）和利用液氮容器內氣相區溫度梯度的升降式降溫儀（1mmersiontype）。
    研究低溫生物降溫一起的時候，往往有很多種因素需要考慮，種植溫度的溫度范圍，溫度的準確度，降溫速度以及被冷卻樣品的形狀和數量。降溫速率、控溫的溫度范圍和控溫的準確度對傳熱方式及溫度控制系統的設計有重要影響，而被冷卻樣品的數量和形狀在設計冷卻室時需要加以考慮。同時，設計時還要考慮到方案的經濟性和實用性。現從幾個方面，討論低溫保存和冷凍干燥技術對設計或選用降溫儀的要求。