沉陽液化氣冷凍療法是一種生化過程，利用低溫作用于組織，引起壞死，從而達到治療目的。當在0°C或更低的低溫下使用人體組織時，組織中的水會凍結形成冰晶。當動作的溫度不是很低時，組織緩慢冷卻，冰晶主要形成在細胞外；而當溫度低時，組織迅速冷卻，冰晶主要形成在細胞內。冰晶對細胞的致死性損害更大，因此冷凍劑的溫度越低，對細胞的損害就越大。冰晶可以對細胞造成機械損傷，組織中的水凍結，細胞脫水，電解質濃縮導致細胞死亡。凍融相在細胞死亡中起著更重要的作用。當冷凍并解凍時，細胞之間的冰晶首先融化，從而吸收細胞周圍的大量熱量，導致細胞繼續冷凍并形成更大的冰晶。緩慢冷凍可以增強并延長這種效果。大的冰晶可以對細胞造成更嚴重的機械損傷，同時還可以使細胞在濃縮的電解質環境中保留更長的時間，從而加速細胞死亡。因此，緩慢冷凍對組織更具破壞性。與冷凍和冷凍速度有關的因素是制冷劑的溫度，冷凍療法的時間，組織的水含量，導熱性以及向組織的血液供應豐富。如果血液供應充足，凍結將會加速。體溫過低會導致血液循環異常，并且是冷凍導致組織壞死的另一個因素。低溫會引起血管收縮，血流變慢，形成血栓形成，阻塞血流。低溫會直接損害血管，導致血管內皮細胞水腫，壞死甚至細胞溶解，從而導致缺血和死亡。另外，低溫使構成細胞主要成分的脂質蛋白復合物變性，導致細胞破裂，并且局部溫度在低溫下突然下降，引起細胞的溫度震蕩，這也是引起細胞凋亡的原因。冷凍引起的細胞死亡。將組織冷凍到圓盤中，然后自然融化以進行凍融循環。實驗和臨床研究表明，多次凍融循環比凍融循環具有更大的損害，從而加深了冷凍深度并降低了活細胞的殘留率。制冷劑接觸組織的溫度最低，從而朝著邊緣溫度逐漸升高。