1、冷冻引起细胞内外冰晶形成，对细胞来说是致命的，受到冰晶剪切力作用，细胞膜和细胞器官都会受到机械损伤而死亡。

　　2、冰晶形成移除了生物系统中的水份，使细胞内脱水，细胞内水溶液中电解质浓度过高，影响酶本身的活性，甚至使酶变性，细胞发生中毒死亡。

　　3、低温使细胞膜的主要成分类脂蛋白复合物发生变性，导致细胞膜破裂。

　　4、复温后，组织中出现血管微循环失效，血液循环发生障碍，导致局部缺血和细胞因营养供给不足而死亡。

　　5、低温免疫效应。在复温过程中，被破坏的组织蛋白质具有新的抗原特性，刺激机体的免疫系统，产生自身免疫反应。

　　6、脱噬作用可在冷冻损伤过程中产生，脱噬细胞最初存在于冷冻病变组织的外围。脱噬过程中细胞碎裂为膜包颗粒，然后被吞噬作用所清除。