低溫冷凍是指將物體的溫度降低至零度以下，特別是通過使用製冷物質（如液氮或乾冰）產生的低溫，使物體凝固或凍結。
低溫冷凍在多箇領域有廣泛應用，例如在農業氣象領域，低溫冷凍可能造成災害，主要是因爲來自極地的強冷空氣及寒潮侵入，導致連續多日氣溫下降，使作物因環境溫度過低而受到損傷，以致減產。在醫學領域，低溫冷凍被應用於冷凍療法，通過降低局部病變組織的溫度，引起毛細血管收縮和組織細胞壞死，從而達到治療某些皮膚病、良性病變或惡性皮膚腫瘤的目的。超低溫冷凍則是指將物體的溫度降低至低於-273°C的低溫狀態。