沉陽液化氣冷凍療法是一種利用低溫作用于組織而引起壞死的方法，從而達到治療目的。這是一個生化過程。當在低于0°C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，組織會緩慢冷卻，并且冰晶主要形成在細胞外部。當動作溫度低時，組織突然冷卻，冰晶主要在細胞內部形成。電池內部的冰晶具有更大的致死作用，因此制冷劑的溫度越低，對電池的損害越大。冰晶可以對細胞造成機械損傷，組織中的水凍結，細胞脫水，電解質濃度導致細胞中毒和死亡。冷凍和解凍期對細胞死亡具有更重要的影響。當冷凍和解凍時，細胞之間的冰晶首先融化，從而吸收了細胞周圍的大量熱能，導致細胞繼續冷凍并形成更大的冰晶。緩慢解凍可以增強并延長這種效果。大的冰晶可能會對細胞造成更嚴重的機械損傷，同時還將細胞長時間保持在濃電解質環境中，從而加速細胞死亡。因此，緩慢的解凍對組織更具破壞性。與解凍速度有關的因素包括制冷劑的溫度，冷凍療法的長度，組織的水含量和熱導率以及組織的血液供應是否充足。如果血液供應充足，則解凍將加速。低溫會導致血液循環障礙，這是冷凍導致組織壞死的另一個因素。低溫會導致血管收縮，血流變慢，然后形成血栓，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，從而導致組織缺血甚至死亡。另外，低溫使脂質蛋白復合物變性，脂質復合物是細胞的主要成分，導致細胞破裂。低溫會導致局部溫度突然下降，并且細胞會遭受溫度沖擊，這也是冷凍導致細胞死亡的原因。將組織冷凍到冰球中，然后自然融化，這是一個凍融循環。實驗和臨床試驗表明，多個凍融循環比單個凍融循環具有更大的破壞作用，從而加深了冷凍深度并降低了活細胞的存活率。制冷劑接觸組織的溫度最低，因此溫度逐漸向邊緣升高。