Природним способом охолодження здійснюється за допомогою холодної води або повітря. При цьому матеріали можна охолодити тільки до температури навколишнього середовища, а більш низькі температури досягають штучним охолодженням.
Для штучного охолодження використовують такі фізичні процеси, які пов’язані зі зміною агрегатного стану речовини, як її плавлення, сублімація і кипіння. Субліма́ція (лат. sublimo) — перехід речовини із твердого стану в газоподібний, оминаючи рідку фазу.
Для охолодження холодильних камер використовують лід (холодну воду), суміш льоду з сіллю (для температури нижче 0 ºС). Охолодження льодом рідко застосовується, тому що це трудомісткий процес і не дає можливості регулювати температурний режим. Цього недоліку не має машинне охолодження, що базується на властивостях легкокип′ячих зріджених (стиснених) газів (аміаку, фреону, вуглекислоти).