速冷冰袋的原理主要與其內部含有的化學物質有關，這些化學物質通常包括銨鹽（如硝酸銨、硫酸銨）和水的混合物。當速冷冰袋內的間隔物被破壞時，這些化學物質開始發生反應，導致吸熱反應，從周圍環境中吸收熱量，從而降低冰袋內部的溫度。此外，速冷冰袋也可能包含氨和氯化銨等化學物質，這些物質與水接觸時發生化學反應，進一步吸收熱量，加速降溫過程。
速冷冰袋通常由兩個袋子構成，一個裝有水和化學物質，另一個裝有氨或其他反應物質。當兩個袋子被壓在一起時，發生化學反應，導致溫度迅速下降。這種冰袋不僅用於體育賽場和戶外運動場館的冷敷和緊急傷口處理，還廣泛套用於醫療領域，如控制輕微扭傷、撞傷、拉傷、燒傷等引起的瘀腫和疼痛。
除了化學原理外，速凍冰袋還可能採用物理原理，如相變材料（PCM），這些材料在受到外力擠壓後從液態變為固態，過程中吸收大量熱量，實現快速降溫。這種物理變化不僅提供冷卻效果，還增加了使用的舒適度。
總的來說，速冷冰袋通過內部化學物質的反應或物理相變材料的運用，實現快速降溫的效果。